Exercice 5. 5.1. Pour aller du lycée Jean VILAR de Villeneuve lez

Exercice 5.
5.1. Pour aller du lycée Jean VILAR de Villeneuve lez Avignon au Vieux port à Marseille en moto,
Sam a roulé 1 h 14 min. Sachant que la distance parcourue est de 102 km, calculer la vitesse
moyenne en km · h-1 et en m · s-1.
d
t
Pour calculer cette vitesse en km.h-1, il faut exprimer d en km et t en h.
14
d = 102 km et t = 1 +
= 1,23 h
60
102
v=
= 82,9 km.h-1
1,23
Par définition :
v=
Pour calculer cette vitesse en m.s-1, il faut exprimer d en m et t en s.
d = 102 km = 1,02.105 m et t = 1 × 3600 + 14 × 60 = 4 440 s = 4,44.103 s
v=
1,02 × 10 5
d
=
= 23,0 m.s-1
t
4,44 × 10 3
La chronophotographie est un procédé utilisé en physique pour l’étude de mouvements : des
prise de vues sont réalisées à intervalle de temps régulier, noté τ, sur la même photographie.
La chronophotographie fournie en annexe a été réalisée avec un intervalle de temps :
τ = 300 ms (0,3 s).
5.2. Sachant que 1 cm sur la photographie correspond à 0,5 m en réalité, estimer la valeur de la
vitesse instantanée du ballon en m · s–1 lors de son passage par la positions 3.
Entre les positions 2 et 4 qui encadrent la position 3, on mesure une distance de 8,4 cm soit
d = 4,2 m en tenant compte de l’échelle : 1 cm sur la photographie correspond à 0,5 m en
réalité. La durée du déplacement est t = 2τ = 2 × 0,3 = 0,6 s.
4,2
d
=
= 7,0 m.s-1
t
0,6
v3 =
5.3. Calculer, en expliquant la méthode, la vitesse moyenne du ballon sur l’ensemble du
mouvement en m · s–1 et en km · h-1.
On peut calculer cette vitesse entre les positions 1 et 5 : on peut mesurer un déplacement de
17,6 cm sur la chronophotographie, soit d = 8,8 m en prenant en compte l’échelle.
La durée du déplacement est t = 4τ = 4 × 0,3 = 1,2 s.
v=
8,8
d
=
= 7,3 m.s-1
t
1,2
Pour calculer cette vitesse en km.h-1, il faut exprimer d en km et t en h.
1,2
d = 8,8 m = 8,8.10-3 km et t =
= 3,3.10-4 s
3600
8,8 × 10 −3
d
v=
=
= 26 km.h-1
t
3,3 × 10 − 4
5.4. Effectuer les conversions suivantes :
9,5 km · h-1 =
m · s-1
d
t
Pour calculer cette vitesse en m.s-1, il faut exprimer d en m et t en s :
Par définition :
v=
2nde – correction exercice 5 DS8 – 1 / 2
d = 9,5.103 m et t = 3 600 s donc v =
12,3 m · s-1 =
d
9,5.10 3
=
= 2,6 m.s-1
t
3600
km · h-1
d
t
Pour calculer cette vitesse en km.h-1, il faut exprimer d en km et t en h :
Par définition :
d = 12,3.10-3 km et t =
v=
12,3.10 −3
1
d
h donc v =
=
= 44,3 km.h-1
1
3600
t
3600
2nde – correction exercice 5 DS8 – 2 / 2