Exercices sur la Mécanique
A) Énergie mécanique
1- Vous fabriquez un pendule à l’aide d’une corde et d’une masse de 500g.
Vous soulevez la masse du pendule de 30 cm et vous laissez osciller.
Le frottement est négligeable.
a) À quel(s) endroit(s) l’énergie potentielle est-elle maximale ?
b) À quel(s) endroit(s) l’énergie cinétique est-elle maximale ?
c) À quel(s) endroit(s) l’énergie mécanique est-elle maximale ?
d) Quelle sont les vitesses au point B et au point D ?
2- Voici le nouveau manège de Beauce Carnaval. La masse du véhicule avec deux personnes fait 600 kg.
Tout en haut, le véhicule se déplace horizontalement à une vitesse inconnue. On fait alors une chute de
30 m, puis on décrit une boucle de 20 m de haut (point C). La vitesse au sommet de cette boucle est de
15 m/s. On termine le parcours en passant sur une colline (point E). On ne sait pas la vitesse la plus élevée
que l’on peut atteindre, mais au-dessus de la colline, elle est de 20 m/s.
Répondez aux questions suivantes en négligeant les forces de frottement.
a) Quelle est la vitesse maximale que l’on peut atteindre ?
b) Quelle est la vitesse au départ (Point A) ?
c) Quelle est la hauteur de la colline (Point E) ?
B) Les forces
3- Un enfant tire sur un jouet avec une force de 5 N faisant un angle de 30° avec l’horizontale. S’il existe une
force de frottement de 4,5 N qui s’oppose au mouvement. Est-ce que le jouet se déplace ?
4- Pierre tire un toboggan de 15 kg le long d’une colline faisant un angle de 30°
avec l’horizontale. La corde avec laquelle il tire le toboggan, en exerçant une
force de traction (F), fait un angle de 20° avec la piste.
Quelle est la force minimale (F) que Pierre doit exercer pour que le
toboggan monte ? Le frottement est négligeable.
5- Dans le schéma suivant, les deux blocs, A (80 kg) et B (50 kg), sont reliés par
un fil. L’angle du plan incliné est de 40° et le frottement est négligeable.
De quel côté se déplacera les deux blocs ?
6- Sois une masse suspendue sur le schéma suivant.
Les forces F1 et F2 valent respectivement 89,2 N et 199,8 N.
Quelle est la masse «m» ?