Exercices de Physique Chimie pour le lycéen bachelier

Académie de Créteil http://www.ac-creteil.fr/physique
QCM 4 : théorème de l'énergie cinétique
Version adaptée :
1) Le travail du poids dans une zone où le champ de pesanteur est uniforme ne dépend que de la
différence d'altitude entre les points de départ et d'arrivée : € vrai € faux.
2) Le travail d’une force de frottement peut être moteur : € vrai € faux.
3) Le travail effectué entre 2 points A et B par une force de frottement ne dépend que de la position
1
des points de départ et d'arrivée : € vrai € faux.
4) Si lors du déplacement d'un solide (S), la somme algébrique des travaux des forces appliquées au
solide
2
est nulle, le mouvement du centre d'inertie de (S) 2 est rectiligne et uniforme : € vrai
€ faux.
5) Si le vecteur accélération est, à tout instant, perpendiculaire au vecteur vitesse, l'énergie
cinétique du mobile est constante : € vrai € faux.
3
6) Au cours de la descente d'un parachutiste à vitesse constante, le travail du poids est nul: € vrai € faux.
Réponses
1) vrai. WAB = m g ( zA - zB ), avec l'axe des z orienté vers le haut. Le poids est une force
conservative : son travail est indépendant du chemin suivi.
2) vrai.
Exemple : expérience de Tymochenko du Palais de la Découverte
Une règle est posée sur deux cylindres qui tournent à la même vitesse, mais en sens contraires.
La règle effectue des oscillations dans un sens et dans l'autre. Il y a une force de frottement qui
agit au niveau de chaque cylindre.
Les deux forces sont en sens inverse : l'une est motrice et l'autre résistante…
3) faux. Son travail dépend du chemin suivi…
4) faux. Si la somme des travaux est nulle, l'énergie cinétique est constante mais le mouvement peut
ne pas être rectiligne. On peut prendre l'exemple du mouvement circulaire uniforme d'un satellite
autour de la terre...
5) vrai pour un mobile ponctuel (c'est-à-dire sans énergie cinétique de rotation ...).
Le vecteur vitesse est tangent à la trajectoire, donc l'accélération est normale.
Alors la somme vectorielle des forces est normale ; son travail est nul ; il n’y a donc pas de
variation d’énergie cinétique.
6) Une fois que le mouvement de descente d'un parachutiste s'effectue à vitesse constante, le travail
du poids est nul : faux. Le travail du poids garde la même expression et z varie ... mais il est
compensé par le travail des frottements avec l'air.
Version initiale
3) Le travail effectué entre 2 points A et B par une force de frottement ne dépend que de la
différence d'altitude entre les points de départ et d'arrivée : € vrai € faux.
4) Si lors du déplacement d'un solide (S), la somme algébrique des travaux est nulle, le mouvement
de (S) est rectiligne et uniforme : € vrai € faux.
1
Se placer dans le cas d’un mouvement quelconque.
2
Préciser la question pour éviter toute ambiguïté.
3
Question venant du thème « grandeurs cinématiques », qui ne peut pas être résolue par un lycéen sans le théorème de
l’énergie cinétique (composantes tangentielle et normale de l’accélération hors programme)