Mouvement du point matériel

LYCEE ZAHROUNI-TUNIS-
SCIENCES PHYSIQUES
2ème science 3
Série 13
Mouvement du point matériel
Exercice 1
Un mobile M se déplace sur une trajectoire rectiligne constituée de deux parties : AB et BC.
A l’origine des dates , le mobile passe par le point A avec une vitesse VA.
La variation de la valeur de la vitesse du mobile en fonction du temps est donnée par la courbe ci-dessous
1-Définir un mouvement rectiligne uniformément varié.
2- Sachant qu’a la date t=1s, la vitesse du mobile est V1 = 6m.s–1 :
a- Déterminer la loi de variation de la vitesse V = f(t) du mobile sur la partie AB.
b- Préciser la nature du mouvement sur cette partie.
c- Calculer la valeur VB de la vitesse du mobile au point B.
3- Arrivant au point B avec la vitesse VB, le mobile aborde la deuxième partie BC de la trajectoire.
a- Montrer que le mouvement sur cette partie est rectiligne uniformément retardé.
b- Déterminer de deux manières différentes la date t à la quelle le mobile s’arrête
Exercice 2
On considère le dispositif représenté par la figure.
(C) : Cylindre de rayon r = 10 cm mobile autour de son axe de révolution ( ∆ ) horizontal.
(T) : Tige solidaire du cylindre (C) portant à ses extrémités deux corps ponctuels A et B identiques
tel que OA = OB = 25 cm.
Le fil enroulé sur le cylindre (C) est attaché au solide (S) supposé ponctuel.
On abandonne le système à lui-même sans vitesse initiale à l’instant de date t0 = 0.
V(m.s-1)
t(s)
0
8
20
2
A
B
C
VB

1°) A l’aide des capteurs, on mesure les vitesses et les dates de passage de (S) par les positions C1, C2, C3 ..
Les résultats nous ont permis de tracer le diagramme de la variation de la vitesse en fonction du temps :
a – En exploitant la courbe déterminer la nature du mouvement de (S).
b – Calculer la date à la quelle (S) a atteint la vitesse v = 1,1 m. s-1.
2°) A l’instant de date t5 le solide (S) atteint le capteur C5, le fil se détache du cylindre et la vitesse de A à cet
instant vaut VA = 3 m. s-1. On donne ci-contre, la chronophotographie du mouvement de A effectuée à
intervalles de temps réguliers et égaux à
a– Déterminer en le justifiant la nature du mouvement de A après le détachement du fil.
b – Calculer la vitesse angulaire du mouvement de A.
c – Définir et calculer la période et la fréquence du mouvement de A.
d – Calculer la valeur de l’intervalle de temps .
e – Calculer la vitesse V5 qu’avait le corps (S) en passant par le capteur C5. En déduire la valeur de la date t5.
Exercice 3
I – On lance une bille (B) vers le haut dans une gouttière
rectiligne incliné, a partir d’un point O origine d’un repère
(O,
i
) avec une vitesse initiale
0V
= 6 m.s-1.
1°) a- Donner la nature de ce mouvement. Justifier .
b- Donner l’expression de la vitesse de la bille
en fonction du temps, sachant que : à t = 2s ,
V
= 2 m.s-1.
2°) A quel instant la vitesse de la bille s’annule-t-elle ?
3°) Donner les caractéristiques du vecteur vitesse à l’instant de date t1 = 2s et t2 = 5s.
4°) a- On donne l’expression de l’abscisse de la bille en fonction du temps x(t) = - t2 + 6 t .
Calculer x(t1) et x(t2).
b- Représenter (sans échelle) les vecteurs vitesse de la bille au instants t1 et t2.
II- Une bille supposé ponctuelle en mouvement circulaire de rayon r = 2m. Le mouvement s’effectue
dans le sens positifs avec une vitesse de valeur constante
V
= 4 m.s-1 .
1°) Définir un mouvement circulaire uniforme.
2°) Déterminer la vitesse angulaire  de la bille.
3°) Donner les expressions de l’abscisse, angulaire (t) et curviligne s(t) du mouvement de cette bille,
sachant qu’elle commence son mouvement à t = 0s de  =0 rad.
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V(m..s-1)
t(s)
0,96
2
,
4
O
gouttière
Bille