Mouvement sur plan incliné : quel est le bon graphe
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Question à choix multiples - Mécanique Terminale Enoncé de la question 1 Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Sur Terre la force de pesanteur qui s’exerce sur un corps, ou poids du corps, résulte de façon prépondérante de : Choix 1 Feed-back 1 l’attraction gravitationnelle de la Lune sur le corps (-1) Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 l’attraction gravitationnelle de la Terre sur le corps. (+1) Terminale Comprendre : lois et modèles Champs et forces Lien entre le champ de gravitation et le champ de pesanteur CLM1 Non. Bien que jouant un rôle important dans certains phénomènes comme celui des marées, l’attraction lunaire sur un corps est négligeable devant celle de la Terre Exact. l’attraction gravitationnelle des étoiles et des autres planètes du système solaire sur le corps (-1) Non. L’attraction des étoiles des autres planètes du système solaire est négligeable devant celle de la Terre de la force d’inertie centrifuge liée à la rotation de la Terre (-1) Non. Il est exact que la force d’inertie centrifuge liée à la rotation de la Terre s’ajoute à la force d’attraction gravitationnelle terrestre dans le poids d’un corps, mais c’est une correction et non le facteur prépondérant. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-gravitation-pesanteur.xml Question à choix multiples Enoncé de la question 2 Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Quelle est la principale différence entre le poids d’un corps et la force d’attraction gravitationnelle terrestre : Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 les forces magnétiques exercées par la terre sur le corps (-1) Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 la force d’inertie centrifuge liée à la rotation de la Terre (+1) Terminale Comprendre : lois et modèles Champs et forces Lien entre le champ de gravitation et le champ de pesanteur CLM1 Non. Les forces magnétiques ne font pas partie du poids d’un corps. L’attraction gravitationnelle de la Lune sur le corps (-1) Non. L’attraction gravitationnelle de la Lune intervient dans le poids d’un corps mais ce n’est pas la principale différence entre le poids et l’attraction gravitationnelle terrestre. Exact. l’attraction gravitationnelle sur le corps des autres astres comme les planètes du système solaire et les étoiles Non. l’attraction gravitationnelle des autres astres s’ajoute à la force d’attraction gravitationnelle terrestre dans le poids d’un corps, mais ce n’est pas la principale différence entre le poids et l’attraction gravitationnelle terrestre. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet La principale différence entre poids d’un corps et force d’attraction gravitationnelle : http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-gravitation-pesanteur.xml Question à choix multiples Enoncé de la question 3 Entre deux instants t1 et t2 un point matériel est en mouvement avec un vecteur accélération a constant : a Que peut-on en déduire sur le mouvement entre ces instants ? Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 la norme de la vitesse augmente mais on ne peut rien en déduire sur la trajectoire (-1) Choix 2 Feed-back 2 c’est un mouvement rectiligne de vitesse croissante en norme (-1) Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 le taux de variation du vecteur vitesse par rapport au temps est constant (+0,5) Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Référentiel galiléen CLM7 Non. La norme de la vitesse peut diminuer (mouvement rectiligne décéléré par exemple). De plus la trajectoire n’est pas quelconque, seules certaines formes de trajectoire sont possibles. Non. Ce n’est qu’un cas particulier possible (penser à la chute libre, dont la trajectoire peut être rectiligne, mais aussi parabolique suivant les conditions initiales ; ou encore au mouvement d’une particule chargée dans un champ électrique uniforme), et la norme de la vitesse peut décroître. Exact. suivant les conditions initiales la trajectoire peut être rectiligne ou parabolique (+0,5) Exact. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://fr.wikiversity.org/wiki/%C3%89volution_temporelle_des_syst%C3%A8mes_m%C3%A9caniques/Mouvement_par abolique_dans_un_champ_de_pesanteur_uniforme http://www.al.lu/physics/Downloads/Deuxi%C3%A8me/Cours%202004/07%20Mouvements%20rectilignes.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 4 Entre deux instants t1 et t2 un point matériel est en mouvement rectiligne, et son accélération a est constante. a Que peut-on en déduire sur le mouvement entre ces instants ? Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 La vitesse est colinéaire à l’accélération (+0.5) Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 Le mouvement est toujours dans le même sens, celui du vecteur accélération (-1) Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoires. CLM7 Exact Le point matériel va de plus en plus vite (-1) Non. Si le vecteur vitesse est de sens opposé au vecteur accélération, la norme de la vitesse diminue, le mouvement est retardé. Non. La vitesse peut être en sens contraire de l’accélération, le mouvement est alors retardé. C’est un mouvement rectiligne uniformément varié (+0.5) Exact. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Deuxi%C3%A8me/Cours%202004/07%20Mouvements%20rectilignes.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 5 Entre deux instants t1 et t2 les vecteurs vitesse V et accélération a d’un point matériel en mouvement sont orthogonaux : que peut-on en déduire sur le mouvement entre ces instants ? La trajectoire n’est pas précisée. Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 puisque l’accélération n’est pas nulle, le mouvement est accéléré ou décéléré : la norme de la vitesse varie (-1) Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Exact. Feed-back 4 Non. Sans faire de grande analyse on peut affirmer que certaines trajectoires sont exclues (par exemple la trajectoire rectiligne puisque la vitesse et l’accélération ne sont pas colinéaires), et que le mouvement est uniforme (vitesse constante en norme) puisqu’il n’y a pas de composante de l’accélération sur la direction de la vitesse. Choix 5 Feed-back 5 Le mouvement est circulaire Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoires. CLM7 Non. Le mouvement est uniforme car il n’y a pas de composante de l’accélération sur la direction de la vitesse. la trajectoire n’est pas rectiligne, elle présente une courbure et le vecteur accélération pointe vers l’intérieur de la courbure (+0,5) la norme de la vitesse est constante entre t1 et t2 (mouvement uniforme) (+0,5) Exact. On ne peut rien dire de particulier, le mouvement est quelconque, à la fois pour ce qui est de la trajectoire et de la façon dont elle est parcourue (-1) Non. C’est seulement un cas possible. La trajectoire peut être quelconque, mais le mouvement sur cette trajectoire est uniforme (norme de la vitesse constante). Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet Exemple du mouvement circulaire uniforme : http://www.sciences.univnantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Meca/Cinematique/circ_unif.html Question à choix multiples Enoncé de la question 6 Un mobile a un mouvement circulaire. Le vecteur accélération a a été représenté à un instant t, mais le vecteur vitesse a été effacé. Le sens >0 (trigonométrique direct) est indiqué. a Que peut-on en déduire sur le mouvement à cet instant ? Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Si le mobile parcourt le cercle dans le sens >0 à l’instant t, le mouvement circulaire est décéléré (la norme de la vitesse diminue) Feed-back 1 Non. La projection du vecteur accélération sur le vecteur vitesse serait alors de même sens que la vitesse, donc la norme de la vitesse augmente dans ce cas. (-1) Choix 2 Si le mobile parcourt le cercle dans le sens >0 à l’instant t, le mouvement circulaire est accéléré (la norme de la vitesse augmente) (+0,5) Feed-back 2 Exact. Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoires. CLM7 Choix 3 Feed-back 3 Si le mobile va dans le sens <0 à l’instant t, le mouvement circulaire est accéléré (la norme de la vitesse augmente) Choix 4 Feed-back 4 Choix 5 Feed-back 5 Si le mobile va dans le sens < 0 à l’instant t, le mouvement circulaire est décéléré (la norme de la vitesse diminue). (+0,5) Non. La projection du vecteur accélération sur le vecteur vitesse est alors de sens opposé à la vitesse, donc la norme de la vitesse diminue dans ce cas. (-1) Exact. Tous les cas de figure sont envisageables, on ne peut rien en déduire de particulier sur le mouvement. (-1) Non. L’angle entre le vecteur vitesse et le vecteur accélération, suivant qu’il est aigu ou obtus, indique si le mouvement est effectivement accéléré (la norme de la vitesse augmente) ou décéléré (la norme de la vitesse diminue) ; pour un sens donné de parcours un seul cas est possible. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.unisciel.fr/pg/groups/2272 : mouvement circulaire non uniforme http://www.unisciel.fr/pg/groups/2271: mouvement circulaire non uniforme accélération normale http://www.unisciel.fr/pg/groups/2274 : mouvement circulaire non uniforme accélération tangentielle http://www.unisciel.fr/pg/groups/2273 : mouvement circulaire non uniforme accélération résultante http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/00%20Position%20Vitesse%20Acceleration.pdf Question à choix multiples Question à choix multiples Enoncé de la question 7 La(les)quelle(s) des affirmations suivantes décrit complètement un mouvement rectiligne uniforme, à l’exclusion de tout autre mouvement : Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 L’accélération est nulle (-1) Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoire. CLM7 Non. Réponse incomplète. L’accélération nulle inclut le cas de l’immobilité (pas de mouvement). La trajectoire est une droite (-1) Non. Réponse incomplète. Il faut préciser la façon dont la trajectoire est décrite en fonction du temps. La norme de la vitesse est constante (-1) Non. Réponse incomplète. Il faut préciser une condition sur la direction de la vitesse. le vecteur vitesse est constant (+1) Exact. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Deuxi%C3%A8me/Cours%202004/07%20Mouvements%20rectilignes.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 8 Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Dans un mouvement uniforme : Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 L’accélération est nulle (-1) Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 Choix 5 Feed-back 5 Le vecteur vitesse est constant (-1) Terminale Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoire. CLM7 Non. C’est vrai seulement si le mouvement est rectiligne. Le vecteur accélération est constant (-1) Non. Si la trajectoire est rectiligne l’accélération est nulle, mais si elle ne l’est pas (courbure) l’accélération est non nulle et varie en direction ; elle varie de plus en norme si cette courbure varie. Non. Le vecteur vitesse varie en direction si la trajectoire n’est pas rectiligne (courbure). La norme de la vitesse est constante (+0,5) Exact. Le vecteur accélération est perpendiculaire au vecteur vitesse, excepté dans le cas du mouvement rectiligne où il est nul. Exact. (+0,5) Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Deuxi%C3%A8me/Cours%202004/07%20Mouvements%20rectilignes.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 9 2 planètes, A de masse mA et B de masse mB, orbitent autour d’une même étoile. Les masses mA et mB sont négligeables devant celle de l’étoile ; mA est deux fois plus petite que mB. Elles ont des mouvements circulaires, et la planète B est 4 fois plus loin du centre de l’étoile que la planète A. Comparer pour A et B les grandeurs suivantes (dans un référentiel galiléen) : Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 La norme de la vitesse de A est 2 fois plus grande que celle de B (+0,5) Choix 5 Feed-back 5 La vitesse angulaire de A est 2 fois plus grande que celle de B (-1) Comprendre : lois et modèles (CLM), Transport (T) Temps, mouvement et évolution Mouvement d’un satellite, vitesse, vitesse angulaire CLM13, CLM14, TR4 Exact. La norme de la vitesse de A est 4 fois plus grande que celle de B (-1) Non. La vitesse est proportionnelle à l’inverse de la racine carrée de la distance de la planète au centre de l’étoile. La vitesse angulaire de A est 8 fois plus grande que celle de B (+0,5) Exact. La vitesse angulaire de A est 4 fois plus grande que celle de B (-1) Non. La vitesse angulaire est proportionnelle à la puissance 3/2 de l’inverse de la distance de la planète au centre de l’étoile. Non. La vitesse angulaire est proportionnelle à la puissance 3/2 de l’inverse de la distance de la planète au centre de l’étoile. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/03%20Mouvement%20force%20centrale%20Gravit ation.pdf http://www.web-sciences.com/fichests/fiche13/fiche13.php Question à choix multiples Enoncé de la question 10 2 planètes, A de masse mA et B de masse mB, orbitent autour d’une même étoile. Les masses mA et mB sont négligeables devant celle de l’étoile ; mA est deux fois plus petite que mB. Elles ont des mouvements circulaires, et la planète B est 4 fois plus loin du centre de l’étoile que la planète A. Comparer pour A et B, dans un référentiel galiléen, les grandeurs suivantes : Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 La norme de l’accélération de A est 4 fois plus grande que celle de B (-1) Choix 2 Feed-back 2 La norme de l’accélération de A est 8 fois plus grande que celle de B (-1) Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 L’accélération (en norme) de A est 16 fois plus grande que celle de B (+1) Choix 5 Feed-back 5 La norme de l’accélération de A est nulle car le mouvement d’une planète en orbite circulaire est uniforme (-1) Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Mouvement d’un satellite, accélération CLM13, CLM14, CLM7 Non. L’accélération d’une planète en orbite circulaire est proportionnelle à l’inverse du carré de la distance de la planète au centre de l’étoile. Non. L’accélération d’une planète en orbite circulaire est proportionnelle à l’inverse du carré de la distance de la planète au centre de l’étoile. Exact. La norme de l’accélération de A est 16 fois plus petite que celle de B (-1) Non. L’accélération d’une planète en orbite circulaire est proportionnelle à l’inverse du carré de la distance de la planète au centre de l’étoile. Non. L’accélération d’une planète en orbite circulaire est proportionnelle à l’inverse du carré de la distance de la planète au centre de l’étoile. Elle est centripète. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/03%20Mouvement%20force%20centrale%20Gravit ation.pdf http://www.web-sciences.com/fichests/fiche13/fiche13.php Question à choix multiples Enoncé de la question 11 On considère que la Terre orbite autour du Soleil suivant une trajectoire quasi-circulaire. Est-il exact de dire que dans le référentiel géocentrique : Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 La vitesse d’un point quelconque à la surface terrestre est nulle (-1) Choix 4 La vitesse angulaire d’un point quelconque de la Terre vaut 2π radians par jour sidéral (excepté pour les points qui sont sur l’axe de rotation de la Terre sur elle-même) (+0,5) Feed-back 4 Choix 5 Feed-back 5 Exact. Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Mouvement d’un satellite, accélération CLM6 Non. Dans le référentiel géocentrique la Terre effectue un tour complet sur elle-même en un jour sidéral. La vitesse angulaire de la Terre est nulle (-1) Non. Dans le référentiel géocentrique la Terre effectue un tour complet sur elle-même en un jour sidéral. La vitesse d’un satellite géostationnaire (assimilé à un point) est nulle (-1) Non. Dans le référentiel géocentrique un satellite géostationnaire, par définition immobile par rapport à la Terre, effectue un tour complet autour du centre de la Terre en un jour sidéral. La vitesse angulaire d’un satellite géostationnaire (assimilé à un point matériel) vaut 2π radians par jour sidéral (+0,5) Exact. Remédiation Lien vers la ou les http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/03%20Mouvement%20force%20centrale%20Gravit ressources Internet ation.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 12 F B A 2 solides cubiques A et B sont accolés, A est plus petit que B et a une masse plus faible. Ils sont posés sur un support sans frottement. Arthur exerce sur A une force constante, horizontale, de norme F pour déplacer l’ensemble. La norme FAB de la force exercée par A sur B au cours du mouvement : Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 Est plus petite que F (+1) Choix 3 Feed-back 3 Est plus grande que F (-1) Choix 4 Feed-back 4 Impossible de répondre à la question sans connaître le mouvement (-1) Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Lois de Newton CLM9 Exact. Est égale à F (-1) Non. Par application de la 2ème loi de Newton, l’accélération étant identique pour tous les points du système le rapport de FAB à F est égal au rapport de la masse de B à la masse totale du système (A et B). Non. Par application de la 2ème loi de Newton, l’accélération étant identique pour tous les points du système le rapport de FAB à F est égal au rapport de la masse de B à la masse totale du système (A et B). Non. L’accélération étant identique pour tous les points du système, par application de la 2ème loi de Newton le rapport de FAB à F est égal au rapport de la masse de B à la masse totale du système (A et B). Choix 5 Feed-back 5 Doit être au moins égale au poids de B (-1) Non. Par application de la 2ème loi de Newton, l’accélération étant identique pour tous les points du système le rapport de FAB à F est égal au rapport de la masse de B à la masse totale du système (A et B). Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/00%20Principes%20de%20Newton.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 13 F B A 2 solides cubiques A et B sont accolés, A est plus petit que B et a une masse 2 fois plus faible. Ils sont posés sur un support sans frottement. Arthur exerce sur A une force constante, horizontale, de norme F = 3N pour déplacer l’ensemble. Peut-on calculer la norme FBA de la force exercée par B sur A au cours du mouvement ? Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 Elle est égale à 1 N (+1) Choix 3 Feed-back 3 Elle est égale à 3 N (-1) Choix 4 Si B exerçait une force sur A, A ne pourrait pas se déplacer : B n’exerce aucune force sur A (-1) Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Lois de Newton CLM9 Exact. Elle est égale à 1,5 N (-1) Non. L’accélération étant identique pour tous les points du système, la norme FAB de la force exercée par A sur B et F sont dans le rapport de la masse de B à la masse totale du système (A et B). On applique ensuite le principe de l’action et de la réaction : la force exercée par B sur A est opposée à la force exercée par A sur B. Non. L’accélération étant identique pour tous les points du système, les normes de la force exercée par A sur B et de F sont dans le rapport de la masse de B à la masse totale du système des 2 masses (A et B). On applique ensuite le principe de l’action et de la réaction : la force exercée par B sur A est opposée à la force exercée par A sur B. Feed-back 4 Non. L’accélération étant identique pour tous les points du système, les normes de la force exercée par A sur B et de F sont dans le rapport des masses de B sur la masse totale du système des 2 masses (A et B). On applique ensuite le principe de l’action et de la réaction : la force exercée par B sur A est opposée à la force exercée par A sur B. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/00%20Principes%20de%20Newton.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 14 Un cheval tire un chariot sur un sol horizontal. Arthur essaie d’analyser le mouvement à la lumière des lois de Newton. Ses réflexions sont dans un premier temps contradictoires : Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 L’ensemble ne peut pas avancer car la force exercée par le cheval sur le chariot est opposée à la force exercée par le chariot sur le cheval (-1) Feed-back 1 Non. Ces forces sont intérieures au système [ chariot-cheval ] et non extérieures, or la 2ème loi de Newton met en jeu les forces extérieures au système. De plus le fait qu’elles s’annulent n’a pas de sens vis-à-vis du mouvement puisqu’elles ne s’appliquent pas sur le même corps. Choix 2 L’ensemble ne peut se mettre en mouvement que si le cheval tire le chariot avec une force supérieure au poids du chariot (-1) Feed-back 2 Non. Le poids est une force verticale, or c’est horizontalement que le cheval tire le chariot. Il faut donc appliquer la 2ème loi de Newton en projection sur l’horizontale pour déterminer la force exercée par le cheval sur le chariot. Choix 3 L’ensemble ne peut se mettre en mouvement que si le cheval tire le chariot avec une force supérieure à la somme du poids du chariot et de son propre poids (-1) Feed-back 3 Non. Le poids est une force verticale, or c’est horizontalement que le cheval tire le chariot. Il faut donc appliquer la 2ème loi de Newton en projection sur l’horizontale pour déterminer la force exercée par le cheval sur le chariot. Choix 4 L’ensemble ne peut se mettre en mouvement que si le cheval tire le chariot avec une force supérieure aux frottements entre le sol et le chariot (+1) Feed-back 4 Choix 5 Exact. Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Lois de Newton CLM9 Si le sol est sans frottement, c’est plus facile pour le cheval de tirer le chariot. Feed-back 5 Non. Le cheval ne peut avancer (et à plus forte raison tirer une charge) que s’il existe des frottements entre ses sabots et le sol, c’est cette force de frottement qui est motrice. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/00%20Principes%20de%20Newton.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 15 Un avion vole en restant à la même altitude, dans un plan horizontal. Un passager a déposé sur son plateau, sans lui donner de vitesse, le glaçon de son verre d'apéritif. On suppose qu'il n'y a pas de frottement entre le plateau et le glaçon. Pendant un certain temps le glaçon reste immobile sur le plateau, puis il se met en mouvement et glisse vers l'avant de l'appareil suivant une trajectoire courbe, vers la gauche du passager, comme sur le schéma ci-dessous : Supposant qu’un observateur terrestre (supposé galiléen) puisse observer la trajectoire du glaçon, lequel des schémas ci-dessous la représenterait le mieux ? (2) (1) Niveau Terminale Catégorie Comprendre : lois et modèles (CLM) Sous-catégorie Temps, mouvement et évolution (3) Notion Lois de Newton, référentiel galiléen, principe d'inertie Compétences CLM6, CLM9 Choix 1 (1) (-1) Feed-back 1 Non. Non. A partir de l’instant t0 où le passager le dépose le glaçon sur le plateau, la somme des forces extérieures qui s’exercent sur le glaçon est nulle (pas de frottement, plateau horizontal). Dans un référentiel galiléen sa vitesse est donc constante (vectoriellement): elle reste égale à celle de l’avion à l’instant t0 dans ce même référentiel. Observé dans le référentiel galiléen terrestre son mouvement est donc rectiligne uniforme quel que soit le mouvement de l’avion. Sa trajectoire ne peut pas être représentée par le schéma (1) qui présente une courbure. Choix 2 (2) (+1) Feed-back 2 Exact. Choix 3 (3) (-1) Feed-back 3 Non. A partir de l’instant t0 où le passager le dépose le glaçon sur le plateau, la somme des forces extérieures qui s’exercent sur le glaçon est nulle (pas de frottement, plateau horizontal). Dans un référentiel galiléen sa vitesse est donc constante (vectoriellement): elle reste égale à celle de l’avion à l’instant t0 dans ce même référentiel. Observé dans le référentiel galiléen terrestre son mouvement est donc rectiligne uniforme quel que soit le mouvement de l’avion. Sa trajectoire ne peut pas être représentée par le schéma (3) qui présente une courbure. Choix 4 Impossible de répondre, il n’y a pas assez d’informations (-1) Feed-back 4 Non. Non. A partir de l’instant t0 où le passager le dépose le glaçon sur le plateau, la somme des forces extérieures qui s’exercent sur le glaçon est nulle (pas de frottement, plateau horizontal). Dans un référentiel galiléen sa vitesse est donc constante (vectoriellement): elle reste égale à celle de l’avion à l’instant t0 dans ce même référentiel. Observé dans le référentiel galiléen terrestre son mouvement est donc rectiligne uniforme quel que soit le mouvement de l’avion. Sa trajectoire par rapport à la Terre est donc rectiligne, elle correspond au schéma (2). Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/00%20Principes%20de%20Newton.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 16 Arthur lance 2 balles A et B verticalement vers le haut, du même niveau horizontal, mais avec des vitesses différentes. Peut-on comparer les hauteurs atteintes par les balles et la durée au bout de laquelle elles repassent par le point initial du lancer, sur la même horizontale ? La masse de balle A est 2 fois plus grande que celle de la balle B, et on suppose que la vitesse initiale de la balle B est deux fois plus grande en norme que celle de la balle A. Les frottements sont négligés. V B = 2* V VA = V mA= 2m Niveau Terminale Catégorie Comprendre : lois et modèles (CLM) Sous-catégorie Temps, mouvement et évolution Notion Lois de Newton Compétences CLM9 mB= m Choix 1 la balle B monte 2 fois plus haut que la balle A (-1) Feed-back 1 Non. La hauteur entre le point de lancer et le sommet de la trajectoire est proportionnelle au carré de la vitesse initiale et indépendante de la masse de la balle (détermination des lois du mouvement par application de la 2ème loi de Newton à la balle, ou du théorème de l’énergie cinétique). Choix 2 la balle B monte 4 fois plus haut que la balle A (+0,5) Feed-back 2 Exact. Choix 3 la balle B repasse par le point initial de lancer après la balle A. La durée de son mouvement est 2 fois plus grande (+0,5) Feed-back 3 Exact. Choix 4 la balle B repasse par le point initial de lancer après la balle A. La durée de son mouvement est 4 fois plus grande (-1) Feed-back 4 Non. La durée du mouvement jusqu’au retour au même niveau que le point de lancer est proportionnelle à la vitesse initiale et indépendante de la masse de la balle (détermination des lois du mouvement par application de la 2ème loi de Newton à la balle, ou du théorème de l’énergie cinétique). Choix 5 la balle B monte à la même hauteur que la balle A (-1) Feed-back 5 Non. La hauteur entre le point de lancer et le sommet de la trajectoire est proportionnelle au carré de la vitesse initiale et indépendante de la masse de la balle (détermination des lois du mouvement par application de la 2ème loi de Newton à la balle, ou du théorème de l’énergie cinétique) Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/02%20Mouvement%20Champ%20de%20force% 20constant.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 17 Arthur est sur un manège en rotation à vitesse constante. Il est initialement sur un cheval, en un point A à une distance d de l’axe du manège. Il repère, plus loin de l’axe, une voiture de course qui lui plaît beaucoup et décide de changer de place pour la rejoindre. Il arrive ainsi en un point B à une distance deux fois plus grande à l’axe de rotation. B A O Sachant que le mouvement du manège n’est pas affecté par le déplacement d’Arthur peut-on comparer les grandeurs suivantes en A et B : Niveau Terminale Catégorie Sous-catégorie Comprendre : lois et modèles (CLM), transport Temps, mouvements, évolution, Mise en mouvement Notion Compétences Moment d’inertie d’un solide par rapport à un axe, vitesse, vitesse angulaire Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 La vitesse de rotation d’Arthur autour de l’axe double lorsqu’il passe de A à B (-1) TR 2, 5, 10 Non. La vitesse de rotation d’Arthur est celle du manège, c’est donc la même en A qu’en B. La vitesse de rotation d’Arthur autour de l’axe est inchangée lorsqu’il passe de A à B (+0,5) Exact. La vitesse d’Arthur (la norme du vecteur vitesse) double lorsqu’il passe de A en B (+0,5) Exact. L’accélération d’Arthur quadruple lorsqu’il passe de A en B (-1) Non. L’accélération varie proportionnellement à la distance à l’axe de rotation. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.web-sciences.com/fiches1s/fiche6/fiche6b.php http://sciences-physiques-web.net76.net/1sch02phys.htm http://www.physagreg.fr/formulairets/formulaire-mecanique.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 18 Arthur est sur un manège en rotation à vitesse constante. Il est initialement sur un cheval, en un point A à une distance d de l’axe du manège. Il repère, plus loin de l’axe, une voiture de course qui lui plait beaucoup et décide de changer de place pour la rejoindre. Il arrive ainsi en un point B, 2 fois plus loin de l’axe de rotation. A O B Sachant que le mouvement du manège n’est pas affecté par le déplacement d’Arthur peut-on comparer les grandeurs suivantes en A et B : Niveau Terminale Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Comprendre : lois et modèles (CLM), transport Temps, mouvements, évolution, Mise en mouvement Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 La vitesse de rotation d’Arthur autour de l’axe est deux fois plus grande en B qu’en A (-1) Moment d’inertie d’un solide par rapport à un axe, vitesse, vitesse angulaire TR 2, 6, 7, 8, 9, 10 La vitesse de rotation d’Arthur est celle du manège, c’est donc la même en A qu’en B. Le moment d’inertie d’Arthur par rapport à l’axe de rotation est quatre fois plus grand en B qu’en A (+0,5) Exact. L’énergie cinétique d’Arthur est restée constante (-1) Non. La norme de la vitesse d’Arthur augmente, donc l’énergie cinétique augmente également. L’énergie cinétique d’Arthur a quadruplé (+0.5) Feed-back 4 Exact. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.web-sciences.com/fiches1s/fiche6/fiche6b.php http://sciences-physiques-web.net76.net/1sch02phys.htm http://www.uel.education.fr/consultation/reference/physique/outils_nancy/apprendre/chapitre7/partie4/titre6res.htm Question à choix multiples Enoncé de la question 19 Animation Vitesse et accélération d’une planète « centralAcc.xml » Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Les animations représentent le mouvement d'une planète autour d'une étoile beaucoup plus massive que la planète sous l’action de la force d’attraction gravitationnelle. Le système est isolé dans l’espace. Les vecteurs représentent la vitesse et l'accélération de la planète, mais ils ne présentent aucune incohérence par rapport au mouvement que sur une seule des animations. Laquelle ? Terminale Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Mouvement d’un satellite, vitesse, accélération CLM7 Choix 1 vecteurs bleus (-1) Feed-back 1 Non. Le vecteur vitesse est cohérent avec le mouvement, mais le vecteur accélération devrait varier en inverse du carré de Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 la distance au centre de l’étoile. Cette distance variant d’un facteur 2, le vecteur accélération devrait varier en norme de 1 à 4 au cours du mouvement. Or ce n’est absolument pas le cas, sa norme reste constante. vecteurs verts (-1) Non. Le vecteur vitesse est cohérent avec le mouvement, mais le vecteur accélération devrait pointer vers le centre de l’étoile puisque la force est centrale. Ce n’est pas le cas. vecteurs rouges (+1) Exact vecteurs roses (-1) Non. Le vecteur vitesse est cohérent avec le mouvement, mais la norme de l’accélération varie dans le sens opposé à celui où elle devrait varier : elle est maximum (alors qu’elle devrait être minimum) à l’aphélie et minimum (alors qu’elle devrait être maximum) au périhélie. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/03%20Mouvement%20force%20centrale%20Gravita tion.pdf http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/00%20Position%20Vitesse%20Acceleration.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 20 Animation Vitesse du pendule : quel est le bon graphe ? « pendVitGraphes.xml » (html à faire) Un pendule, constitué d'une petite sphère de centre S accrochée à un fil dont l'autre extrémité est fixe en O, effectue de petites oscillations de part et d'autre de sa position d'équilibre. Le mouvement est quasi-sinusoïdal. Le vecteur unitaire en coordonnées polaires uθ, tangent à la trajectoire et orienté dans le sens trigonométrique direct, est représentés en S, en jaune-orangé. Le vecteur vitesse du centre de la sphère est représenté en bleu. Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 Lequel des graphes représente la vitesse du centre de la sphère, mesurée sur l'axe de vecteur unitaire uθ ? Terminale Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoires. CLM7 fushia (-1) Non. Le graphe présente un déphasage de π par rapport au mouvement du pendule. vert (-1) Non. Le graphe présente un déphasage de π/2 (avance) par rapport au mouvement du pendule. cyan (-1) Le graphe présente un déphasage de π/2 (retard) par rapport au mouvement du pendule. rouge (+1) Exact Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://freephysique.free.fr/cours%20401.html#ancre31950 http://guy.chaumeton.pagesperso-orange.fr/ts09phc.htm Question à choix multiples Enoncé de la question 21 Animation Représentation de la vitesse et de l'accélération du pendule : quel est le bon schéma ? « pendVitAcc.xml » Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 Un pendule, constitué d'une petite sphère de centre S accrochée à un fil dont l'autre extrémité est fixe en O, effectue de petites oscillations de part et d'autre de sa position d'équilibre. Le mouvement est quasi-sinusoïdal. Sur chaque schéma proposé, des vecteurs sont représentés : lequel d'entre eux représente les vecteurs vitesse et accélération du centre de la sphère ? Terminale Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoires. CLM7 Bleu (-1) Non. La vitesse du pendule varie, l’accélération devrait donc avoir une composante tangentielle à la trajectoire. magenta (+1) Exact. cyan (-1) Non. Aux extrémités de la trajectoire la vitesse s’annule, l’accélération ne devrait donc pas avoir de composante normale (ou perpendiculaire) à la vitesse. vert (-1) Non. L’accélération ne peut jamais pointer vers la convexité de la courbure. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://freephysique.free.fr/cours%20401.html#ancre31950 http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/00%20Position%20Vitesse%20Acceleration.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 22 Animation Mouvement sur plan incliné : quel est le bon graphe représentant vx ? « planInclineVx.ejs » A t=0, une balle est lancée sur un plan incliné. Il n'y a pas de frottement. Un des graphes représente la projection de la vitesse de la balle sur l'axe Ox horizontal. Lequel ? (les distances sont en mètres et le temps en secondes). Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 rouge (-1) Choix 2 Feed-back 2 Cyan (-1) Choix 3 Feed-back 3 Violet (-1) Choix 4 Feed-back 4 bleu roi (+1) Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoires. CLM7 Non. Au début du mouvement la projection de la vitesse de la balle est positive alors qu’elle devrait être négative pour être conforme à la simulation ; de plus elle ne s’annule pas au bon moment ; ensuite elle est positive au lieu d’être négative. Le sens de variation du graphe n’est pas le bon. Non. La projection de la vitesse s’annule à l’instant t=0,25s sur le graphe alors qu’elle devrait s’annuler à l’instant t=1,15s pour être conforme à la simulation. La projection de la vitesse est trop grande à chaque instant sur le graphe. Non. La projection de la vitesse n’a jamais le bon signe sur le graphe : positive au début alors qu’elle est négative sur l’animation etc… Le sens de variation du graphe n’est pas le bon. Exact Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://guy.chaumeton.pagesperso-orange.fr/ts09phc.htm http://freephysique.free.fr/cours%20401.html#ancre31950 Question à choix multiples Enoncé de la question 23 Animation Mouvement sur plan incliné : quel est le bon graphe représentant ay ? « planInclineAy.ejs » Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences A t=0, une balle est lancée sur un plan incliné. Il n'y a pas de frottement. Un des graphes représente la mesure de la projection de l’accélération de la balle sur l'axe Oy vertical. Lequel ? Les mesures des projections du vecteur vitesse sur Ox horizontal et Oy sont affichées (les distances sont en mètres et le temps en secondes). Terminale Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution, Transport Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. CLM7, TR1 Choix 1 Feed-back 1 Le graphe cyan (-1) Choix 2 Feed-back 2 Le graphe bleu roi (-1) Non. La mesure de la projection sur Oy de l’accélération du mouvement donne pour la norme de ay une valeur 5 fois plus grande que celle du graphe cyan. Non. L’accélération du mouvement suivant Oy est négative alors que celle du graphe bleu roi est positive. Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 Le graphe rouge (-1) Non. L’accélération du mouvement suivant Oy est négative alors que celle du graphe rouge est positive. Le graphe violet (+1) Exact. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://guy.chaumeton.pagesperso-orange.fr/ts09phc.htm http://www.al.lu/physics/Downloads/Deuxième/Cours/04%20Principes%20de%20Newton.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 24 Animation Ressort : vitesse en fonction du temps (graphe) « RessortVit.ejs » Une balle est accrochée à un ressort élastique dont l'autre extrémité est fixe. L'ensemble peut glisser horizontalement sur un support sans frottement. Ecarté de sa position d’équilibre puis lâché sans vitesse initiale, le système oscille de part et d’autre de sa position d’équilibre. Quel graphe représente en fonction du temps la mesure de la vitesse en projection sur l’axe Ox horizontal ? (les distances sont en mètres et le temps en secondes). Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution, Transport Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. CLM7, TR1 Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 Cyan (+1) Choix 3 Feed-back 3 Magenta (-1) Choix 4 Feed-back 4 Vert (-1) Exact. Rouge (-1) Non. Le graphe rouge est déphasé de π/2 par rapport à la vitesse : il passe par un extremum non nul quand la mesure de la projection de la vitesse sur Ox est nulle, et inversement passe par 0 quand elle est extremum. Non. Le graphe magenta est en opposition de phase par rapport à la mesure de la projection de la vitesse sur Ox : leurs valeurs ont des signes opposés à chaque instant. Non. Le graphe vert a des valeurs opposées à chaque instant à celles de la mesure de la projection de la vitesse sur Ox. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://guy.chaumeton.pagesperso-orange.fr/ts09phc.htm http://freephysique.free.fr/cours%20401.html#ancre31950 Question à choix multiples Enoncé de la question 25 Animation Ressort : accélération de la balle en fonction du temps (vecteurs) « ressortVectAcc.ejs » Niveau Un oscillateur est constitué d'une petite sphère accrochée à un ressort dont l'autre extrémité est fixe. L’ensemble glisse sans frottement sur un plan horizontal. Ecarté de sa position d'équilibre puis lâché sans vitesse initiale, le ressort effectue des oscillations de part et d'autre de sa position d'équilibre. Le mouvement est sinusoïdal. Sur chaque schéma proposé un vecteur est représenté : lequel d'entre eux représente le vecteur accélération de la balle ? Terminale Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Comprendre : lois et modèles (CLM) Choix 1 Feed-back 1 bleu (-1) Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoires. CLM7 Non. L’accélération, comme la force de tension du ressort, est proportionnelle en norme à l’allongement du ressort et de sens contraire. Ce n’est pas le cas du vecteur bleu, qui est déphasé de π/2 par rapport à l’accélération : par exemple le vecteur bleu s’annule aux extrémités de la trajectoire alors que l’allongement y est extremum, etc… magenta (-1) Non. L’accélération, comme la force de tension du ressort, est proportionnelle en norme à l’allongement du ressort et de sens contraire. Ce n’est pas le cas du vecteur magenta, qui est déphasé de π/2 par rapport à l’accélération : par exemple le vecteur magenta s’annule aux extrémités de la trajectoire alors que l’allongement y est extremum, etc… rouge (+1) Exact. vert (-1) Non. L’accélération, comme la force de tension du ressort, est proportionnelle en norme à l’allongement du ressort et de sens contraire. Ce n’est pas le cas du vecteur vert, qui est de même sens que l’allongement du ressort. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://guy.chaumeton.pagesperso-orange.fr/ts09phc.htm http://freephysique.free.fr/cours%20401.html#ancre31950 Question à choix multiples Enoncé de la question 26 Animation Ressort : accélération de la balle en fonction du temps (graphes) « RessortAccGraphes.ejs » Une balle est accrochée à un ressort élastique dont l'autre extrémité est fixe. L'ensemble est disposé horizontalement sur un support sans frottement. Ecarté de sa position d’équilibre puis lâché sans vitesse initiale le système oscille de part et d’autre de sa position d’équilibre. Un des graphes représente, en fonction du temps, la mesure de la projection de l’accélération de la balle sur l’axe Ox horizontal : lequel ? (les distances sont en mètres et le temps en secondes). Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 Feed-back 2 rouge (+1) Choix 3 Feed-back 3 Comprendre : lois et modèles (CLM) Transport Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoires. CLM7, TR1 Exact. cyan (-1) Non. L’accélération, comme la force de tension du ressort, est proportionnelle en norme à l’allongement du ressort et de sens contraire. Ce n’est pas ce qu’indique le graphe cyan qui est déphasé de π/2 par rapport à l’accélération de la balle : par exemple aux positions extrêmes l’accélération de la balle passe par un extremum en norme, or ce n’est pas le cas sur le graphe où elle est nulle ; au contraire lorsque le ressort passe par la position d’équilibre l’accélération de la balle est nulle, or le graphe passe par des extremums non nuls, etc… magenta (-1) Non. L’accélération, comme la force de tension du ressort, est proportionnelle en norme à l’allongement du ressort et de sens contraire. Ce n’est pas ce qu’indique le graphe magenta qui est déphasé de π/2 par rapport à l’accélération de la balle : par exemple aux positions extrêmes l’accélération de la balle passe par un extremum en norme, or ce n’est pas le cas sur le graphe où elle est nulle ; au contraire lorsque le ressort passe par la position d’équilibre l’accélération de la balle est nulle, or le graphe passe par des extremums non nuls, etc… Choix 4 Feed-back 4 vert (-1) Non. L’accélération, comme la force de tension du ressort, est proportionnelle en norme à l’allongement du ressort et de sens contraire. Ce n’est pas ce qu’indique le graphe vert, qui donne une valeur de même signe que l’allongement : il est déphasé de π par rapport à l’accélération. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://freephysique.free.fr/cours%20401.html#ancre31950 http://guy.chaumeton.pagesperso-orange.fr/ts09phc.htm Question à choix multiples Enoncé de la question 27 Animation Vitesse angulaire de rotation d’un manège « VitAng.xml » L'animation représente un manège vu de dessus, en mouvement de rotation uniforme autour de son axe de symétrie. Un palet bleu est fixé à la périphérie du manège (les distances sont en mètres et le temps en secondes). Déterminer en rad/s la valeur de sa vitesse angulaire de rotation par rapport à la Terre, avec une précision de 5%. Niveau Terminale Catégorie Comprendre : lois et modèles (CLM) - Transports Sous-catégorie Temps, mouvement et évolution – Mise en mouvement Notion Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse. Trajectoires, vitesse, vitesse angulaire. Compétences CLM7, TR1, TR4 Choix 1 1,8 rad/s (-1) Feed-back 1 Non. Cette réponse est à 10% près et non à 5%. Choix 2 2,00 rad/s (+1) Feed-back 2 Exact. Choix 3 2,2 rad/s (-1) Feed-back 3 Non. Cette réponse est à 10% près et non à 5%. Choix 4 1,0 rad/s (-1) Feed-back 4 Non. Cette réponse est à 50% près et non à 5%. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://sciences-physiques-web.net76.net/1sch02phys.htm Question à choix multiples Enoncé de la question 28 Animation Distance parcourue sur un manège en rotation « VitAng.xml » L'animation représente un manège vu de dessus, en mouvement de rotation uniforme autour de son axe de symétrie. Un palet bleu est fixé à la périphérie du manège. Les distances sont en mètres et le temps en secondes. Déterminer l’angle de rotation et la distance parcourue par rapport à la Terre par le centre du palet en 5 s, à 5% près. Niveau Terminale Catégorie Comprendre : lois et modèles (CLM) - Transports Sous-catégorie Temps, mouvement et évolution – Mise en mouvement Notion Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse. Trajectoires, vitesse, vitesse angulaire. Compétences CLM7, TR1, TR4 Choix 1 L’angle de rotation vaut 10 rad (+0.5) Feed-back 1 Exact. Choix 2 L’angle de rotation vaut 5 rad (-1) Feed-back 2 Non. Il faut multiplier la vitesse angulaire par la durée considérée. Choix 3 L’angle de rotation vaut 10 rad /s (-1) Feed-back 3 Non. L’unité n’est pas la bonne. Choix 4 La distance parcourue vaut 85 m (+0.5) Feed-back 4 Exact. Choix 4 La distance parcourue vaut 42,5 m (-1) Feed-back 4 Non. La distance parcourue est le produit de la distance à l’axe par l’angle de rotation. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://sciences-physiques-web.net76.net/1sch02phys.htm Question à choix multiples Enoncé de la question 29 Animation Vitesse d’un point sur un manège en rotation « VitAng.xml » L'animation représente un manège vu de dessus, en mouvement de rotation uniforme autour de son axe de symétrie. Un palet bleu est fixé à la périphérie du manège. Les distances sont en mètres et le temps en secondes. Quelle est la vitesse (en norme) du centre du palet, à 5% près ? Niveau Terminale Catégorie Comprendre : lois et modèles (CLM) - Transports Sous-catégorie Temps, mouvement et évolution – Mise en mouvement Notion Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse. Trajectoires, vitesse, vitesse angulaire. Compétences CLM7, TR1, TR4, TR7 Choix 1 17 m/s (+1) Feed-back 1 Exact. Choix 2 10 m/s (-1) Feed-back 2 Non. Les mesures du rayon du manège et de la période de rotation donnent, après calcul, une valeur plus importante. Choix 3 13m/s (-1) Feed-back 3 Non. Les mesures du rayon du manège et de la période de rotation donnent, après calcul, une valeur plus importante. Choix 4 20 m/s (-1) Feed-back 4 Non. Les mesures du rayon du manège et de la période de rotation donnent, après calcul, une valeur plus faible. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://sciences-physiques-web.net76.net/1sch02phys.htm Question à choix multiples Enoncé de la question 30 Animation Graphes représentant la vitesse et l’accélération de la voiture « VoitureVitAcc.xml » Il s’agit d’associer au mouvement de la voiture les bons graphes de vitesse et d’accélération. Celles-ci sont mesurées en projection sur un axe colinéaire au mouvement et dirigé dans le sens du mouvement. Quels graphes représentent le mieux les projections de la vitesse et de l’accélération de la voiture en fonction du temps ? Niveau Terminale Catégorie Comprendre : lois et modèles (CLM) - Transports Sous-catégorie Temps, mouvement et évolution – Mise en mouvement Notion Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Compétences CLM7, TR1, TR2 Choix 1 Vitesse 1 (-1) Feed-back 1 Non. La première phase du mouvement (où la vitesse augmente linéairement) dure 2s et non 1s, le coefficient directeur du graphe n’est pas le bon, etc… Choix 2 Vitesse 2 (-1) Feed-back 2 Non. Il n’y a pas de variation brutale de vitesse à 2 et 4s pour le mouvement alors que c’est le cas sur le graphe. Choix 3 Vitesse 3 (+1) Feed-back 3 Exact. Choix 4 Vitesse 4 (-1) Feed-back 4 Non. Les durées des première et dernière phases du mouvement (dont les normes des vitesses augmentent et diminuent respectivement de façon linéaire) ne sont pas les bonnes sur le graphe, et la phase de mouvement rectiligne uniforme est absente du graphe. Choix 5 Accélération 1 (+1) Feed-back 5 Exact. Choix 6 Accélération 2 (-1) Feed-back 6 Non. Pendant la troisième phase l’accélération du mouvement est dans le sens négatif, en contradiction avec le graphe. Choix 7 Accélération 3 (-1) Feed-back 7 Non. La première phase du mouvement dure 2 secondes et non 1 comme sur le graphe, la dernière 1s et non 2, etc… Choix 8 Accélération 4 (-1) Feed-back 8 Non. La phase intermédiaire est trop courte, et l’accélération devrait être négative durant la troisième phase pour concorder avec le mouvement. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/00%20Mouvements%20rectilignes.pdf http://freephysique.free.fr/cours%20401.html#ancre31950 Question à choix multiples Enoncé de la question 31 Animation Mesure de l’accélération d’une voiture « VoitureVitAccConst.xml » A partir de l’instant t=1s, le mouvement de la voiture sur l’animation est rectiligne uniformément varié. Déterminer la norme de son accélération et le sens du vecteur accélération (les distances sont en mètres et temps en secondes). Niveau Terminale Catégorie Comprendre : lois et modèles (CLM) - Transports Sous-catégorie Temps, mouvement et évolution – Mise en mouvement Notion Description du mouvement d’un point au cours du temps : position, vitesse et accélération. Compétences CLM7, TR1 Choix 1 La norme de l’accélération est égale à 15 m/s2 et le vecteur accélération est de sens opposé du mouvement (+1) Feed-back 1 Exact. Choix 2 La norme de l’accélération est égale à 15 m/s2 et le vecteur accélération est de même sens que le mouvement (-1) Feed-back 2 Non. Le vecteur accélération est de sens opposé au mouvement. Choix 3 La norme de l’accélération est égale à 3 m/s² et le vecteur accélération est de même sens que le mouvement (-1) Feed-back 3 Non. La norme de l’accélération n’est pas égale à 3 m/s2. Pour la calculer il faut mesurer deux valeurs successives de la norme de la vitesse à des instants t1 et t2 (il s’agit des vitesses instantanées, donc en les évaluant sur l’intervalle de temps plus court possible), puis calculer le taux de variation de la vitesse entre ces deux instants. Choix 4 La norme de l’accélération est égale à 3 m/s2 et le vecteur accélération est de même sens que le mouvement (-1) Feed-back 4 Non. La norme de l’accélération n’est pas égale à 3 m/s2. Pour la calculer il faut mesurer deux valeurs successives de la norme de la vitesse à des instants t1 et t2 (il s’agit des vitesses instantanées, donc en les évaluant sur l’intervalle de temps plus court possible), puis calculer le taux de variation de la vitesse entre ces deux instants. De plus le vecteur accélération est de sens opposé au mouvement. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/00%20Mouvements%20rectilignes.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 32 Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Arthur est au départ immobile sur son skate-board avec un ballon dans les mains. Il le lance horizontalement, suivant l’axe du skate, à John qui est à quelques mètres devant lui. Le sol est horizontal, et on néglige tous les frottements. Arthur et son skate ont une masse de 30kg, et il lance le ballon devant lui avec une vitesse horizontale de norme 10 m/s. Le ballon une masse de 300g. La Terre est assimilée à un référentiel galiléen. Que se passe-il ensuite pour Arthur : Terminale Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution, Mise en mouvement Conservation de la quantité de mouvement d’un système isolé. CLM8, CLM12 Choix 1 Feed-back 1 Il part en arrière à la vitesse du ballon, de norme 10 m/s (-1) Choix 2 Feed-back 2 Il part en avant à la vitesse du ballon, 10 m/s (-1) Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 Choix 5 Feed-back 5 Il reste immobile (-1) Non. La quantité de mouvement du système [Arthur+ballon] se conserve suivant un axe horizontal (pas de force extérieure en projection sur l’horizontale). Elle est nulle puisque le système est initialement au repos. Les normes des vitesses d’Arthur et du ballon après le lancer sont donc dans le rapport inverse des masses d’Arthur et du ballon (1/100), et non égales. Non. Arthur ne part pas en avant mais en arrière. La quantité de mouvement du système [Arthur+ballon] se conserve suivant un axe horizontal (pas de force extérieure en projection sur l’horizontale). Elle est nulle puisque le système est initialement au repos. Donc Arthur et le ballon ont après le lancer des quantités de mouvement en sens contraire. Non. Le principe de conservation de la quantité de mouvement n’est pas respecté. Il part en arrière à la vitesse de 0,1 m/s (+1) Exact. Il part en arrière à la vitesse de 1 m/s (-1) Non. La quantité de mouvement du système [Arthur+ballon] se conserve suivant un axe horizontal (pas de force extérieure en projection sur l’horizontale). Elle est nulle puisque le système est initialement au repos. Les normes des vitesses d’Arthur et du ballon après le lancer sont donc dans le rapport inverse des masses d’Arthur et du ballon soit 1/100, et non 1/10. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://fizeau.unice.fr/~marcel/enseignement/L1-STE/5-Quantite-de-Mouvement.cours.pdf http://www.al.lu/physics/Downloads/Deuxième/Cours/03%20Quantité%20de%20mouvement.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 33 Une fusée, considérée comme un système isolé, accélère en éjectant des gaz derrière elle. Son mouvement est rectiligne. Il est observé dans un référentiel galiléen. La vitesse d’éjection des gaz est fixée. Que se passe-il si le débit d’éjection des gaz diminue (ce qui signifie qu’en un temps donné la masse de gaz éjectée est plus petite) : Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 La fusée continue son mouvement à vitesse constante (-1) Choix 2 Feed-back 2 La vitesse de la fusée diminue (-1) Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 L’accélération de la fusée diminue (+0.5) Choix 5 Feed-back 5 La norme de la vitesse de la fusée augmente, mais moins vite qu’auparavant (+0.5) Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution, Mise en mouvement Conservation de la quantité de mouvement d’un système isolé. CLM8, CLM12 Non. La fusée éjecte toujours des gaz, elle continue dont à accélérer, et la norme de sa vitesse à augmenter (application du principe de conservation de la quantité de mouvement au système fusée+gaz éjectés). Non. La fusée éjecte toujours des gaz, elle continue dont à accélérer, et la norme de sa vitesse à augmenter (application du principe de conservation de la quantité de mouvement au système fusée+gaz éjectés). Exact. L’accélération reste constante (-1) Non. La fusée éjecte moins de gaz en un temps donné, toutes choses restant par ailleurs égales : la norme de son accélération sera donc plus petite (application du principe de conservation de la quantité de mouvement au système fusée+gaz éjectés). Exact. Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://fizeau.unice.fr/~marcel/enseignement/L1-STE/5-Quantite-de-Mouvement.cours.pdf http://www.al.lu/physics/Downloads/Deuxième/Cours/03%20Quantité%20de%20mouvement.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 34 A 110km/h et par temps sec la distance de sécurité entre 2 voitures est de 62 m, mais par un temps très pluvieux l’adhérence entre le sol et les roues est divisée par un facteur 2. La force de freinage est proportionnelle à l’adhérence. Elle est considérée constante pendant toute la durée du freinage, dans un cas comme dans l’autre. Quelle est la valeur de la distance de sécurité par temps pluvieux ? On suppose que la distance de sécurité est la distance nécessaire à la voiture pour s’arrêter et on ne tient pas compte du temps de réaction de l’automobiliste. Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Elle ne change pas, elle est définie une fois pour toutes (-1) Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 124 m (+1) Choix 4 Feed-back 4 Il est impossible de donner une réponse précise sans données supplémentaires (-1) Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution, Mise en mouvement Conservation de la quantité de mouvement d’un système isolé. TR2 Non. La distance de sécurité dépend des conditions du mouvement, en particulier de l’adhérence, à vitesse initiale identique. Exact. La force de freinage étant constante, la question ne se pose pas (-1) Non. La force de freinage est constante pendant la durée de chaque freinage, mais divisée par 2 par temps pluvieux. L’accélération est donc également divisée par 2, et la distance au bout de laquelle la voiture s’immobilise est multipliée par 2, à vitesse initiale identique (application de la deuxième loi de Newton à la voiture, ou du théorème de l’énergie cinétique). Non. Il est possible de comparer les accélérations des 2 mouvements, toutes choses étant par ailleurs égales : la force étant divisée par un facteur 2, l’accélération est également divisée par 2, et la distance doit être multipliée par 2 pour que la voiture s’immobilise, à vitesse initiale identique (application de la deuxième loi de Newton à la voiture, ou du théorème de l’énergie cinétique). Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Deuxième/Cours/04%20Principes%20de%20Newton.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 35 A 70 km/h et par temps sec la distance de sécurité entre 2 voitures est de 39 m, dans un mouvement rectiligne. A 140 km/h quelle distance doit-on respecter entre deux véhicules pour assurer la sécurité, toutes choses étant par ailleurs égales ? La force de freinage est supposée constante pendant toute la durée du freinage, et la même dans les deux cas. On suppose que la distance de sécurité est la distance nécessaire à la voiture pour s’arrêter et on ne tient pas compte du temps de réaction de l’automobiliste. Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 78 m (-1) Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 156 m (+1) Choix 4 Feed-back 4 Il est impossible de donner une réponse précise sans données supplémentaires (-1) Comprendre : lois et modèles (CLM) Temps, mouvement et évolution, Mise en mouvement Conservation de la quantité de mouvement d’un système isolé. TR2 Non. Il s’agit de mouvements de translation uniformément varié de même accélération. La distance d’arrêt varie comme le carré de la vitesse initiale. Exact. La même (-1) Non. Il s’agit de mouvements de translation uniformément varié de même accélération. La distance d’arrêt varie comme le carré de la vitesse initiale. Non. Il est possible de comparer les distances d’arrêt des 2 mouvements, toutes choses étant par ailleurs égales. Il s’agit de mouvements rectilignes uniformément variés de même accélération puisque la force de freinage est la même. La distance d’arrêt varie comme le carré de la vitesse initiale. Elle est donc multipliée par 4 (application de la deuxième loi de Newton à la voiture, ou du théorème de l’énergie cinétique). Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Deuxième/Cours/04%20Principes%20de%20Newton.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 36 Arthur lance joue au ballon avec John, et lui lance le ballon avec une vitesse initiale V0 de norme 10m/s qui fait un angle de 60° sur l’horizontale : V0 60° On néglige les forces de frottement de l’air sur le ballon. Une fois lancée la balle décrit une trajectoire parabolique dans l’espace avant que John la rattrape. Au sommet de cette trajectoire que peut-on dire de la vitesse et de l’accélération du ballon : Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Choix 2 La vitesse est nulle (-1) Comprendre : lois et modèles (CLM) Transport Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. Trajectoires. CLM7, TR1 Non. Elle est horizontale. La norme de la vitesse est égale à 5m/s. (+0,5) Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 Choix 5 Feed-back 5 Choix 6 Feed-back 6 Exact. L’accélération du ballon est le mieux représentée par la flèche rouge (-1) Non. L’accélération du ballon est égale au champ de pesanteur, donc verticale, alors que la flèche rouge est horizontale. L’accélération du ballon est le mieux représentée par la flèche violette (-1) Non. L’accélération du ballon est égale au champ de pesanteur, donc verticale, alors que la flèche violette est oblique. L’accélération du ballon est le mieux représentée par la flèche bleue (+0,5) Exact. L’accélération est nulle. Non. Elle est égale au champ de pesanteur, donc verticale de norme g~9,8 m/s². Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/02%20Mouvement%20Champ%20de%20force%20 constant.pdf Question à choix multiples Enoncé de la question 37 Animation : vecteurs vitesse et accélération d’une balle accrochée à un ressort horizontal Une balle accrochée à un ressort oscille sur un support horizontal avec un mouvement sinusoïdal (système sans frottement). La position d’équilibre de la balle est en x=0. Préciser les grandeurs caractéristiques du mouvement représentées par les vecteurs vert et fushia : vitesse ou accélération ? Niveau Catégorie Sous-catégorie Notion Compétences Terminale Choix 1 Feed-back 1 Le vecteur vert représente l’accélération de la balle. (-1) Choix 2 Feed-back 2 Choix 3 Feed-back 3 Choix 4 Feed-back 4 Comprendre : lois et modèles (CLM) Transport Temps, mouvement et évolution Description du mouvement d’un point au cours du temps : vecteurs position, vitesse et accélération. CLM7, TR1 Non. L’accélération de la balle est en norme proportionnelle à l’allongement du ressort et de sens opposé, ce qui n’est pas le cas du vecteur vert qui est déphasé de π/2 par rapport à l’accélération (la norme de l’accélération de la balle est maximum aux extrémités de la trajectoire alors que le vecteur vert est nul, etc…). Le vecteur vert représente la vitesse de la balle. (+0,5) Exact. Le vecteur fushia représente l’accélération de la balle. (+0,5) Exact. Le vecteur fushia représente la vitesse de la balle. (-1) Non. La vitesse de la balle s’annule aux extrémités de la trajectoire, et est maximum au passage par la position d’équilibre (point de symétrie pour le mouvement). Ce n’est pas le cas du vecteur fushia qui est déphasé de π/2 par rapport à la vitesse (la vitesse de la balle est nulle aux extrémités de la trajectoire alors que la norme du vecteur fushia est maximum, etc…). Remédiation Lien vers la ou les ressources Internet http://www.al.lu/physics/Downloads/Première/Cours%20polycopiés/02%20Mouvement%20Champ%20de%20force%20 constant.pdf
