1S DEVOIR SURVEILLE N°7 Durée 30min NOM

747128944
1S
1/2
DEVOIR SURVEILLE N°7 Durée 30min NOM
Vous porterez une attention particulière à la rédaction et à la présentation de votre copie. Les formules et lois utilisées seront
indiquées. Le professeur ne répondra pas à vos questions durant le DS.
PHYSIQUE
Données : intensité de la pesanteur : g = 9,81N.kg-1
I) :(sur 3.5 pts) Pour mouvoir une gabarre (sorte de barque) sur une rivière, un filin est relié de la gabarre à un tracteur.
Le filin exerce sur la gabarre une force constante de valeur F = 47 kN dont la droite d’action fait un angle  de 20°
avec la direction de déplacement rectiligne de la gabarre (le long des rives de la rivière). La longueur du parcours est
AB =1,3 km.
1)
a) Schématiser la situation, vue du dessus, en représentant : la force de traction F , l’angle  , le vecteur
déplacement, noté AB .
b) Déterminer l’expression du travail de la force de traction F lors de ce déplacement. Faire ensuite
l’application numérique.
c) Le déplacement s’effectue en t = 30min. En déduire la puissance de la force exercée par le filin.
2)
a) Représenter, vue de côté, la gabarre et la force de poussée d’Archimède, notée  ,exercée par l’eau sur la
gabarre.
b)
Après l’avoir justifiée, indiquer la valeur du travail effectué par cette force  lors du déplacement.
II) Embarquement immédiat :(sur 6.5 pts)
Au service de tri des bagages d’un aéroport, une valise de masse m est posée au sommet d’un toboggan rectiligne
incliné d’un angle  par rapport à l’horizontale. La valise glisse vers le bas, à vitesse constante.
A)
1) En utilisant une des lois de Newton dont vous préciserez le nom, donner la relation qui existe entre le
poids P de la valise et la force R exercée par le toboggan sur la valise.
2) Exprimer alors R en fonction de P .
747128944
2/2
B)
1) Déterminer l’expression du travail du poids P au cours d’un déplacement AB sur ce « toboggan » an
fonction de m, g , AB et  . Vous compléterez ci dessous le schéma illustrant votre démarche. La valise
sera représentée par son centre d’inertie , soit un point.
2)
a) Donner l’expression générale permettant de déterminer la travail de la force R sur ce
déplacement (en fonction de R et AB ).
b) A l’aide de la question A)2), en déduire l’expression du travail de la force R sur ce
déplacement.
C)
On décompose la force R en deux composantes Rn et Rt , respectivement normale et tangente au plan
incliné telles que R = Rn + Rt .
1) Représenter les forces P , R , Rn et Rt sur le schéma précédent (utiliser une couleur par force).
2) Après justification , donner la valeur de WAB ( Rn ).
3) Donner l’expression de WAB( Rt ) en fonction de AB et Rt.
4) Sachant que W AB(R)W AB(Rn)W AB(Rt) , en déduire l’expression de Rt, intensité de la force de
frottement, en fonction de m, g et  .
5) Faire l’application numérique pour calculer la valeur de Rt.
Données : m = 12kg
 = 30°
intensité de la pesanteur : g = 9,81N.kg-1 (AB=6,0m)