Examen de Noel Physique 2h

Examen de Noel Physique 2h
Théorie
1/ Définir le vecteur vistesse moyenne et le vecteur vitesse instantané. Illustrer sur un
trajet faisant un arc de cercle.
2/ Dessiner et construire sur une chronophotographie des vecteurs position,
vitesse
moyenne, vitesse instantanée et accélération.
3/ Ecrire l'équation vectorielle de la position d'un objet en fonction du temps. Décomposer
le vecteur position en composantes horizontale (i) et verticale (j). Que valent
ces
composantes dans le cas d'un tir horizontal ? Que valent ces composantes dans le cas d'un
tir
avec angle ?
3/ Dans un tir avec angle, démontrer que x = v
0
2
sin 2Θ / g
4/ Dans un tir avec angle, démontrer que la hauteur maximale atteinte est y = v
0
2
sin
2
Θ
/
2g
5/ Démontrer que l'accélération centripète vaut a = v
2
/R
6-7-8/ Définir les 3 lois de Newton.
9/ Définir la loi de la gravitation
10/ Définir le poids, l'écliptique, les tropiques, l'équateur, le satellite, le
satellite
géostationnaire...
Exercices
Exercice 1 :
Deux vecteurs sont dans le plan (x,y). Le vecteur A est de longueur 10 unités et il est
orienté de 30° au dessus de l’axe des x positifs (horizontale). Le vecteur B est de longueur
15 unités et il est orienté de 45° au dessus de l’axe des x positifs. Quelle est la résultante
de ces 2 vecteurs ? A résoudre graphiquement et algébriquement.
Indications : 1. R = A + B : dessiner l'addition des deux vecteurs. 2. Calculer la taille du
vecteur avec la loi des cosinus si les triangles sont non rectangle ou avec un simple sinus
ou
cosinus ou tangente si on a un triangle rectangle.

Loi des cosinus : R
2
= A
2
+ B
2
- 2ABcosβ
Exercice 2 :
Un dirigeable a une vitesse de 180 km/h vers le Nord par rapport à l’air. Le vent souffle
à
une vitesse de 100 km/h dans la direction du sud-est à 45°. Quelle est sa vitesse par rapport
au sol ? Quelle est sa vraie direction de vol ? Quelle est la distance parcourue en 3h de vol ?
Indications : Addition de vecteurs : v
DirigeableTerre
=v
DirigeableAir
+v
AirTerre
Distance = vitesse . temps
Exercice 3:
Un ferry-boat a une vitesse de 10 km/h par rapport à l’eau. Son pilote maintient le cap
au
Nord dans un fleuve qui coule vers l’est avec une vitesse de 5 km/h. La traversée dure
2
heures. Quelle est la longueur du fleuve ? A quel endroit arrive-t-il à quai ?
Indications : Addition de vecteurs :v
BateauTerre
=v
BateauEau
+v
EauTerre

Exercice 4 :
La photo ci-contre représente la chronophotographie la chute d’un volant de badmington.
La durée entre 2 prises de vues est de 0.2 s. Calcule la norme du vecteur vitesse en position
3 et en position 10. Trace ces deux vecteurs.

Pourquoi peut-on dire qu’il y a accélération entre ces deux positions ? Construis le vecteur
accélération sur base de ces 2 vecteurs vitesses. Mesure la grandeur de l’accélération
moyenne entre ces 2 positions.
Indications : vitesse
3
(m/s)= deplacement
3
(m) / 0.2 (s) et vitesse
10
(m/s) = deplacement
10
(m) /0.2 (s)
accélération = (vitesse
10
- vitesse
3
) (m/s) / ((10-3) . 0.2) (s)

Résolution :
Ci-dessus, on voit en rouge les vecteurs déplacement, en bleu les vecteurs vitesse, en
magenta le vecteur variation de vitesse, en vert le vecteur accélération.
Pour connaître la norme du vecteur vitesse en 3, on mesure la norme du déplacement de la
position 3 à la position 4 : déplacement = .... mm. (norme de la flèche rouge)
La norme du vecteur vitesse en 3 = .... mm / 0.2s = .... mm/s.