Physique 5042 - Commission scolaire de Laval

Commission scolaire
des Laurentides
CORRIGÉ
Physique 5042
Forme A
CINÉMATIQUE ET QUANTITÉ DE MOUVEMENT
PHYSIQUE 5042 PRETEST
Préparé par Isabelle Lapierre Janvier 2003

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Physique 5042
Prétest
(Forme A)
Cinématique et quantité de mouvement
1. Romain est à la place du passager dans une auto qui roule sur l'autoroute 15 vers
Montréal. Il lance une pièce de 25 cents vers le haut pour passer le temps.
Choisissez, parmi les énoncés qui suivent, ceux qui sont faux et corrigez-les de
façon à les rendre valides :
A. Pour Gary, le conducteur de l'auto, Romain se déplace mais est immobile.
B. La trajectoire verticale de la pièce de 25 cents est indépendante du mouvement
horizontal de l'auto.
C. Ghislain qui dépasse la voiture de Gary et Romain ne perçoit pas le même
mouvement de la pièce de 25 cents que Romain.
D. L'auto dans laquelle se trouve Romain dépasse un train qui se déplace à grande
vitesse. Pour Georges qui est dans le train, l'auto semble reculer car l'auto ne roule
pas dans la même direction que le train.
Rép. : A et D (0,1 ou 2 points)
A) … Romain est au repos et immobile (0 ou 1 point)
B) … ou que l'auto et le train se déplacent dans la même direction mais à des
vitesses différentes. (0 ou 1 point) 4 points
2. Les énoncés suivants se rapportent à un mobile en mouvement.
Déterminez quels sont les 2 énoncés faux ou incomplets et corrigez-les afin de les
rendre valides.
A. L'orientation d'un déplacement dépend du chemin parcouru par un mobile.
B. Le déplacement d'un mobile correspond à la longueur de la trajectoire qu'il a suivie.
C. La trajectoire d'un mobile est généralement plus longue que son déplacement.
D. Une trajectoire peut se confondre avec un déplacement à 2 conditions :
la trajectoire est rectiligne et le mobile va dans le même sens.
Rép. : A et B (0,1 ou 2 points)
A. … est indépendante du chemin… (0 ou 1 point)
B. La distance parcourue par un mobile (0 ou 1 point) 4 points
3. La voiture de Martine a un odomètre brisé. Elle effectue un trajet entre Sherbrooke
et Montréal. Quelle méthode pouvez-vous lui proposer qui lui permettrait de
mesurer sa vitesse sans avoir besoin de son odomètre?
Il suffit de connaître la distance précise entre Sherbrooke et Montréal du début à la fin du
trajet. Par la suite, on divise la distance par le temps qui a été nécessaire pour effectuer le
trajet. On obtient ainsi la vitesse. (0 à 4 points selon la qualité de l'explication) 4 points

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4. Associez la situation suivante au(x) graphique(s) et à ou aux énoncés appropriés.
Un joueur de baseball lance une balle horizontalement à 150 km/ h.
A) v B) v
(m/s) (m/s)
42 42 -
t (s) t (s)
C) v D) v
(m/s) (m/s)
150
t(s) t(s)
E) Le mouvement correspond à un MRU.
F) Le mouvement correspond à un MRUA.
G) La pente du graphique position-temps est une constante.
H) La pente du graphique position-temps vaut 0.
Rép. : A, E et H (3 réponses = 4 points, 2 réponses = 2 points, 1 réponse ou moins = 0 point
4 points
5. La quantité de mouvement d'un objet correspond à l'équation :
.
Choisissez, parmi les énoncés suivants, les 2 qui sont faux et corrigez-les de façon
à les rendre valides.
A. La voiture de Daniel se déplace à 100 km/h vers l'ouest. La voiture de Maurice se
déplace à 80 km/h vers l'est. D'ici peu, ils entreront en collision et la quantité de
mouvement totale du système sera changée.
B. Une boule de pâte à modeler de 10 g fonce à 1.5 m/s sur une deuxième boule de 20 g
au repos. Après collision, les deux boules restent collées ensemble et leur vitesse est la
même.
C. Pour tripler sa quantité de mouvement, on doit nécessairement tripler sa masse ou sa
vitesse.
D. Une rondelle de hockey de 0.15 kg glisse à 15 m/s sur une glace lisse et plane. Elle
traverse une section de neige pendant 3 secondes et continue son chemin à 8 m/s. La
rondelle n'a subit aucune variation dans sa quantité de mouvement pendant tout le
trajet.
Rép. : A et D (0,1 ou 2 points)
A) … du système vaut 0. (0 ou 1 point)
B) La quantité de mouvement change à cause du frottement :
p = p' - p
= mv' - mv
= (0.15x8)-(0.15x15) (0 ou 1 point)
ﺣ ﺣ
P = mv
s
m
kg 05.1~
4 points

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6. Différents graphiques en fonction du temps sont présentés ci-dessous.
A. Si l'axe des y correspond à une vitesse, quel(s) graphique(s) représente(nt) un MRU. 3
B. Si l'axe des y correspond à une vitesse, quel(s) graphique(s) représente(nt) un MRUA. 2
C. Si l'axe des y correspond à une position, quel(s) graphique(s) représente(nt) un MRU. 2
D. Si l'axe des y correspond à une position, quel(s) graphique(s) représente(nt) un MRUA. 1
E. Si l'axe des y correspond à une accélération, quel(s) graphique(s) représente(nt) un MRU. 4
F. Si l'axe des y correspond à une accélération, quel(s) graphique(s) représente(nt) un MRUA. 3
(6 bonnes réponses = 2 points, 4 et 5 bonnes réponses = 1 point,
3 bonnes réponses ou moins = 0 point)
G. Associez pour les 2 énoncés suivants le ou les graphiques correspondant et mentionnez le type
de courbe (position-temps, vitesse-temps, accélération-temps).
I. Un train roule à 80 km/h pendant plusieurs heures.
d/t graphique 2 v/t graphique 3 a/t graphique 4
II. Pierre lance une balle du haut d'une montagne de 25 m. _
d/t graphique 1 v/t graphique 2 a/t graphique 3
(6 bonnes réponses = 3 points, 4 ou 5 bonnes réponses = 2 points
3 bonnes réponses ou moins = 0 point). 5 points
7. Ces différents graphiques ont été produits à l'aide d'expériences en laboratoire sur les
MRU et MRUA. Associez les équations suivantes au(x) bon(s) graphique(s).
(3 bonnes réponses = 5 points, 2 bonnes = 2 points, 1 bonne = 1 point)
A) vF = at + vi graphique 1
B) s = vit + si graphique 5
C) Vit + 1/2at2 graphique 4
 v  v  v
t t t
 s  s  s
t t 5 points

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8. Un écureuil effectue le trajet suivant : 10 m au sud suivi de 40 m à l'ouest puis
15 m à 300 au nord de l'est. Après, il finit par s'arrêter.
A. Calculez la distance totale parcourue par l'écureuil.
10 m + 40 m + 15 m = 65 m (0 ou 2 points)
B. Quel est son déplacement?
27 m à 1850
X R ou 27 m à 50 au sud de l'ouest
ou 27 m à 850 à l'ouest du sud
(0 ou 3 points) 5 points
9. Une course de voilier a lieu sur un lac de 30.5 km de longueur. Jean est à bord du
"Vif d'argent", il vogue à 15 km/h et a débuté la course il y a 30 minutes. Gaétan, à
bord du "Maréchal Pétain" vogue à 12 km/h et a débuté la course il y a 40 minutes.
A. Dans combien de temps se croiseront-ils?
Vif d'argent : v = 15 km = 15 000 m = 4.16 m/s t = 30 min x 60 sec = 1 800 sec
h 3 600 s min
Maréchal Pétain : v = 12 km = 12 000 m = 3. 3 m/s t = 40 min x 60 sec = 2 400 sec
h 3 600 s min
Vif d'argent : s1 = v  t Maréchal Pétain : s2 = v  t
s1 = 4.16 m/s x 1800s s2 = 3.3 m/s x 2 400s
s1 = 7 500 m s2 = 8 000 m
7 500 m 4.16 m/s 8 000 m 3.3 m/s
Alors : s2 - s1 = 8 000 - 7 500 = 500 m
s = v  t
500 = (4.16 + 3.3)  t
t = 600 sec = 10 minutes
(0 à 3 points selon la qualité des calculs)
B. Lors du croisement, ils auront parcouru quelle distance?
10 000 m : Vif d'argent : s = 4.16 x (600 sec + 1 800 sec)
s = 10 000 m
Maréchal Pétain : s = 3.3 x (600 sec + 2 400 sec)
s = 10 000 m
(0,1, 2 points : réponse et explication) 5 points