Chapitre 4
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Corrigé Chapitre 4 – La dynamique p.136 1- a) Oui, son accélération est nulle. b) Non. Une force extérieure (dans le sens du mouvement) est nécessaire. c) Non. Une force extérieure (sens inverse du sens du mouvement) est nécessaire pour le faire ralentir. d) Oui. Il se peut que quelqu’un ou quelque chose exerce une force dans le sens du mouvement, mais si c’est le cas, une autre force (comme la force de frottement en annule l’effet). 2- a) 200N, car à vitesse constante, la force résultante sur le réfrigérateur est nulle. b) Rien : le réfrigérateur restera immobile, car il est en équilibre de forces. La force exercée est insuffisante pour vaincre la force de frottement. 3- a) Le corps du passager ne freine pas en même temps que les véhicules, il garde donc son mouvement vers l’avant jusqu’à ce qu’une force vienne le ralentir. Malheureusement, cette force proviendra du pare-brise et du tableau de bord sur lesquels son corps s’écrasera. b) Lorsque le passager avance, la ceinture se bloque et exerce une force qui ralentit le corps du passager sans qu’il y ait d’impact sur son corps. p.140 1- a) 6,0 m/s2 . b) 9,0 m/s2 . c) 0,6 m/s2 . d) 1,5 m/s2 . e) 0,5 m/s2 . f) 3,0 m/s2 . 2- Utiliser une masse deux fois plus grande (en gardant Fg constant). Exercer une force résultante deux fois plus petite (en gardant m constant). 3- Mon corps a tendance à conserver sa vitesse vers l’avant. Comme mon corps et l’auto ne sont pas fixés ensemble, même si cette dernière ralentit, mon corps lui, garde sa vitesse ce qui me déporte vers l’avant. 4- L’accélération diminuerait de moitié : 1,5 m/s2 . 5- Ce corps continuera de se déplacer à 5,0 m/s2 , car la force résultante agissant sur lui est égale à 0 N. 6- a) 3) parce que selon la 3e loi de Newton, l’action du père provoque une réaction du corps de Marina, ce qui explique que chacun se mette en mouvement. b) Ni l’un ni l’autre, car la réaction est égale, en grandeur, à l’action. c) Marina, car comme est plus petite que son père, la force résultante pourra lui communiquer une accélération plus grande. (L’accélération est inversement proportionnelle à la masse.) 7- Sous l’action des moteurs, l’avion accélère. Comme les passagers et passagères ne sont pas fixés à l’avion, leur corps résiste à cette modification de mouvement et tend à demeurer immobile (ou à vitesse constante), ce qui fait qu’ils compriment leur siège. 8- 4,0 m/s2 . 9- 18 N 10 - 5,0 kg 11 - La force exercée sur l’eau est dirigée en sens opposé par rapport à notre mouvement (donc vers l’arrière). Cette force exercée sur l’eau amène une réaction en sens opposé de celle-ci (donc vers l’avant). C’est la force exercée par l’eau sur notre corps qui nous fait avancer. 12 - Pour rester immobile, l’homme doit subir l’action d’une force résultante nulle (première loi de Newton). La force qui annule la force de gravité provient de la réaction de l’eau qui est projetée avec force vers le bas (loi d’action-réaction). p.145 1- P = 32 N 2- Ff = 13,0 N 3- 1,57 x 104 N 4- 6,0 kg 5- 12 m/s 6- a) 16,0 N b) 27,7 N c) 58,7 N d) 16,0 N e) 31,0 N 7- 420 g ou 0,420 kg 8- a) 3,0 m/s2 . b) T = 3,4 N c) M = 0,85 kg d) 8,3 N 9- a) a = 5,9 m/s2 . b) L’angle va en augmentant c) θ = 42o d) N = 6,1 x 102 N (610N) p.150 1- 85,0 N 2- a = 1,6 m/s2 et N = 47,1 N 3- 23,0 N 4- θ = 16o 5- a) F : 140 N vers le haut du plan ( à 30,0o) b) a : 2,80 m/s2 vers le bas de la pente 6- a) a = 1,6 m/s2 . b) T = 3,1 x 102 N p.156 1- Le frottement sera plus important lorsque la bille roule sur le tapis à cause de la nature des surfaces en contact. 2- Lorsqu’on pousse la gomme à effacer avec une force oblique, c’est la grandeur de la force normale exercée par la table qui est modifiée. 3- Sur le vert, le frottement est moins important que dans l’allée ou dans l’herbe longue; c’est la rugosité des surfaces qui est différente. 4- a) Ses chaussures de course doivent offrir beaucoup de frottement, car le sprinter doit pousser sur le sol pour se propulser. Plus le frottement est grand, plus sa poussée est efficace. b) Le frottement est plus grand sur l’asphalte, ce qui fait que l’adhérence des pneus est meilleure et la propulsion plus efficace. 5- a) 49 N b) 39 N c) Il reste immobile, car la poussée (45N) est inférieure à l’adhérence (49 N) d) Il accélère, car la poussée (45N) est inférieure à la force de frottement cinétique (39 N). L’accélération est de 0,6 m/s2 . 6- a) b) Ffc = 4,5 N c) FN = 19,6 N d) µk = 0,23 e) La force de frottement statique maximale est supérieure à 5,0 N (mais inférieure à 8,5N) 7- a) Ffs = 14 N et Ffk = 12 N b) Oui il bougera et son accélération sera de 2 m/s2 . c) Non, l’objet ne bougera pas, car la composante horizontale de la poussée (15 N) est inférieure à la force de frottement statique maximale (19 N). Puisque F N change, Ffs change aussi. Questions de synthèse 1- 4,8 m/s2. 2- 2,00 m/s2. 3- 31,8 N 4- 100 m 5- 50,0 m 6- 2,66 m/s2. 7- De la première situation, on déduit une force de frottement cinétique de 3,5 N. Dans la seconde situation, l’effort ne sert qu’à combattre la force de frottement cinétique (3,5N – 3,5 N = 0 N); le chariot conserve donc une vitesse constante de 0,90 m/s. 8- µc = 0,404 9- a = 3,0 m/s2 vers le haut. 10 - θ = 30o et a = 7,1 m/s2.
