Physique 51211(2) - sciences10cormier

Physique 51211(2)
Nom : __________________
Module 2 : Chapitre 5
Mouvement uniformément accéléré
1.
La nouvelle voiture de Claude peut passer de 0 m/s à 36 m/s en 9 secondes. Trouve
l’accélération de cette voiture.
( 4 m/s2 )
2.
Quelle est l’accélération d’une voiture capable de passer de 0 Km/h à 90 Km/h en
5 secondes ?
( 5 m/s2 )
3.
Quelle serait la décélération d’une voiture allant à 60 Km/h, si elle s’immobilise en
4 secondes ?
( -4,17 m/s2 )
4.
Une motocyclette partant du repos et soumise à une accélération uniforme, elle atteint
une vitesse de 20 m/s en 8 secondes. Calcule son accélération.
( 2,5 m/s2 )
5.
Le pilote d’un avion fait passer la vitesse de l’avion de 135 m/s à 265 m/s en 2 minutes.
Quelle est l’accélération subit par l’avion ?
( 1,08 m/s2 )
6.
Une voiture qui se déplace avec une vitesse de 14 m/s freine doucement et s’arrête en
4 secondes. Quelle est l’accélération de la voiture ?
( -3,5 m/s2 )
7.
Le record du monde d’accélération en motocyclette a été établi lorsqu’une motocyclette
passa du repos à une vitesse de 261 Km/h en seulement 6 secondes. Calcule
l’accélération de la moto.
( 12,08 m/s2 )
8.
Une voiture se déplace avec une vitesse de 57 Km/h, lorsque sa vitesse passe à 99 Km/h
en 7 secondes, quelle est l’accélération subit par la voiture ?
( 1,67 m/s2 )
9.
Quelle variation de vitesse peux-tu observer sur un mobile, à chaque seconde, quand il
est soumis à une accélération de :
a) 2 m/s2
b) - 4 m/s2
c) 9,8 m/s2
10. Transforme l’équation : a = Vf - Vi , pour trouver :
t
a) le temps;
b) la vitesse finale;
c) la vitesse initiale.
11. Calcule les grandeurs inconnues dans le tableau représenté ci-dessous.
( a) 5 m/s2 : b) 15 m/s : c) 20 m/s : d) 4 s )
Accélération
(m/s2)
a)
b)
c)
d)
?
3
4
5
Vitesse initiale
(m/s)
Vitesse finale
(m/s)
Temps
(s)
0
?
4
20
20
30
?
40
4
5
4
?
12. Une personne constate que, sur une voie rectiligne, la vitesse de sa voiture peut passer de
10 m/s à 20 m/s en 2,5 secondes. Détermine : a) quelle est l’accélération de sa voiture ?
b) quelle distance a-t-elle parcourue pendant cet intervalle de temps ? ( 4 m/s2 : 37,5 m )
13. Le bolide de Jean est arrêté. Lorsqu’il démarre, il accélère à un taux de 2,8 m/s2.
Détermine : a) quelle est la vitesse du bolide après 7 secondes d’accélération ?
b) quelle distance a-t-il parcourue pendant ces 7 secondes ?
( 19,6 m/s : 68,6 m )
14. Une automobile qui roule d’abord à une vitesse de 10 m/s est soumise à une accélération
de 0,8 m/s2. Détermine : a) quelle est la vitesse de l’auto après 4,8 secondes ? b) quelle
distance a-t-elle parcourue pendant ce temps ?
( 13,84 m/s : 57,2 m )
15. Une voiture de course, initialement au repos, accélère uniformément pour porter sa
vitesse à 60 m/s en 7,5 s. Détermine : a) quelle est l’accélération de la voiture ?
b) quelle distance a-t-elle parcourue pendant cet intervalle de temps ? ( 8 m/s2 : 225 m )
16. Le cheval d’Émilie, est capable d’accélérer à une taux de 2,9 m/s2. Détermine :
a) quelle sera la vitesse du chevale après 2,1 secondes, s’il était au repos à son départ ?
b) quelle distance aura-t-il parcourue pendant ce temps ?
( 6,09 m/s : 6,39 m )
17. Luc soutient que l’accélération d’une automobile capable de faire passer sa vitesse de
60 Km/h à 70 Km/h en 5 secondes est plus grande que celle d’une motocyclette qui peut
faire passer sa vitesse de 0 Km/h à 10 Km/h également en 5 secondes. A-t-il raison ?
( Non, ils possèdent tous les deux la même accélération )
18. Lorsque la motocyclette de Paul roule à une vitesse de 25 m/s, il peut s’arrêter en
2,8 secondes. Détermine : a) quelle est l’accélération de la motocyclette ? b) quelle
distance est nécessaire pour immobiliser la moto ?
( -8,93 m/s2 : 35 m )
19. La voiture A passe de 0 Km/h à 60 Km/h alors que la voiture B passe de 0 Km/h à
50 Km/h. à partir de cette information, peux-tu dire laquelle des deux voitures est
soumise à la plus grande accélération ?
( Non, il manque le temps pour le changement de vitesse )
20. Une voiture qui roule à une vitesse de 60 Km/h a besoin d’une distance de 90 m pour
s’immobiliser complètement. Quelle est la décélération de cette voiture ? ( -1,55 m/s2 )
21. Éric roule en automobile à une vitesse de 90 Km/h lorsqu’il aperçoit un objet sur la route
devant lui. Il freine brusquement et la voiture s’immobilise en 3,8 secondes. Sachant que
la voiture a évité l’objet de justesse, en s’arrêtant à 1 m de celui-ci, trouve à quelle distance
de l’objet était la voiture lorsqu’il a commencé à freiner.
( 48,5 m )
22. Une motocyclette possède une vitesse de 10 m/s. Le conducteur décide d’accélérer à un
taux de 5 m/s2 pendant 4 secondes. Quelle distance la motocyclette a-t-elle parcourue
pendant ce temps ?
( 80 m )
23. Josée roule en voiture à 95 Km/h lorsqu’elle aperçoit un objet sur la route, elle freine
rapidement et elle immobilise sa voiture après avoir parcourue 60 m. Détermine :
a) combien de temps la voiture de Josée a pris pour s’immobiliser ? ; b) quel est le taux
de décélération de la voiture de Josée ?
( 4,55 s : -5,8 m/s2 )
24. Un mobile se déplace à une vitesse constante de 25 m/s pendant 30 secondes. Il accélère
ensuite à un taux de 3 m/s2 pendant 10 secondes. Quelle distance totale le mobile a-t-il
parcourue pendant tout le trajet ?
( 1 150 m )
25. Détermine les grandeurs inconnues dans le tableau représenté ci-dessous.
Accélération
(m/s2)
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
?
2
4
2
?
?
?
Vitesse initiale
(m/s)
Vitesse finale
(m/s)
Temps
(s)
Distance
(m)
3
?
2
4
2
2
?
12
8
?
10
16
?
10
3
3
2
?
?
4
2
?
?
?
?
27
36
16
26. Une voiture immobile atteint une vitesse de 9 m/s en 3 secondes en première vitesse, puis
passe en deuxième, après 8 secondes à partir du début du déplacement, le voiture atteint
une vitesse de 25 m/s et passe en troisième vitesse. Après 7 secondes en troisième, elle
atteint une vitesse de 42 m/s. Détermine : a) l’accélération de la voiture à la première
vitesse, la deuxième vitesse et à la troisième vitesse ; b) la distance totale parcourue par la
voiture.
( 3 m/s2 : 3,2 m/s2 : 2,43 m/s2 : 333 m )
27. Annick échappe une pièce de monnaie du haut d’un puits. Détermine : a) quelle vitesse la
pièce frappera-t-elle la surface de l’eau au fond du puits si elle prend 2,8 s pour parcourir
cette distance ; b) quelle est la profondeur du puits ?
( 27.4 m/s : 38,4 m )
28. Sylvie laisse tomber un objet du haut d’un édifice. Détermine : a) quelle est la valeur de
la vitesse de l’objet au bout de 5 s ? ; b) quelle distance l’objet a-t-il parcourue au bout de
ce temps ?
( 49 m/s : 122,5 m )
29. Une balle est lancée directement vers le haut a partir du sol à une vitesse de 39,2 m/s.
Détermine : a) quelle est la vitesse de la balle lorsqu’elle atteint sa hauteur maximum ? ;
b) combien de temps prend la balle pour atteindre sa hauteur maximum ? ; c) quelle est la
hauteur maximum atteinte par la balle ? ; d) combien de temps total prend la balle pour
revenir au sol ? ; e) quelle est la vitesse de la balle juste avant de frapper le sol ?
( 0 m/s : 4 s : 78,4 m : 8 s : 39,2 m/s )
30. Tu lances une pierre verticalement vers le bas à une vitesse initiale de 20 m/s et elle prend
10 s pour atteindre le sol. Détermine : a) à quelle vitesse se déplace la pierre juste avant de
frapper le sol ? ; b) à quelle hauteur se trouvait la pierre au moment où elle a été lancée ?
( 118 m/s : 690 m )
31. Du haut d’une tour, un objet A est lancé à une vitesse de 10 m/s directement vers le
haut. Du même endroit, à la même vitesse, un objet B est lancé directement vers le bas.
Détermine : a) lequel des deux objets aura la plus grande vitesse à l’arrivée au sol ? ;
b) lequel des deux objets frappe-t-il en premier ? ( Les deux objets possèdent la même
vitesse à l’arrivée au sol : l’objet B, car il parcourt la plus petite distance )
32. Lorsqu’une balle arrive au sol elle possède une vitesse de 36 Km/h. À quelle vitesse
fut-elle lancée vers le bas, si elle a pris 0,8 s pour parcourir cette distance ? ( 2,16 m/s )
33. Un objet est lancé du sol, verticalement vers le haut à une vitesse de 39,2 m/s. Jusqu’à
quelle hauteur maximale par rapport au sol cet objet va-t-il monter ?
( 78,4 m )
34. Un objet est lancé du sol, verticalement vers le haut à une vitesse de 30 m/s. Combien
de temps s’écoule avant que l’objet frappe le sol à nouveau ?
( 6,12 s )
35. Une fusée est au repos sur le sol. La fusée part avec une accélération constante de 20 m/s2
et monte pendant 25 s. Détermine : a) à quelle vitesse se déplace la fusée après 25 s ? ;
b) quelle distance verticale a parcourue la fusée après 25 s ?
( 500 m/s : 6250 m )
36. Pierre se trouve sur le toit d’un édifice, il lance un objet directement vers le bas à une
vitesse de 29,4 m/s. L’objet frappe le sol 2 s plus tard. Quelle est la hauteur de l’édifice ?
( 78,4 m )
37. Un hélicoptère en vole stationnaire est au-dessus d’un incendie de forêt. Il déverse un
immense contenant d’eau. À quelle hauteur au-dessus des arbres se trouve l’hélicoptère
si l’eau prend 3 s pour atteindre la cime des arbres ?
( 44,1 m )
38. De la fenêtre de sa chambre, Juliette laisse tomber une brique. Cette brique met 0,8 s pour
atteindre le sol. De quelle hauteur la brique est-elle tombée ?
( 3,14 m )
39. Un avion atterrissant à la vitesse de 100 m/s parcourt 1000 m de piste avant de
s’immobiliser. Pendant combien de temps cet avion a-t-il roulé sur la piste ?
( 20 s )
40. Un motocycliste, roulant à la vitesse de 30 m/s, voit un obstacle à 100 m en avant de
lui et applique immédiatement les freins. Il heurte quand même l’obstacle 5 s plus tard.
À quelle vitesse se déplaçait le motocycliste au moment de la collision ?
( 10 m/s )
41. Un joueur s’exerce à lancer la balle le plus haut possible. Le graphique suivant renseigne
sur la vitesse avec laquelle le joueur lance la balle, soit 24,5 m/s et le temps nécessaire pour
atteindre sa hauteur maximale. En te basant sur les données du graphique, quelle est la
hauteur maximale atteinte par la balle ?
( 30,6 m )
Vitesse (m/s)
30
20
10
Temps (s)
0
1
2
3
42. Une étude expérimentale sur le mouvement d’un chariot a permis de tracer le graphique
ci-dessous. Détermine : a) Quelle est la distance parcourue par ce chariot durant les
5 premières secondes ? b) Si la variation de la vitesse reste uniforme, quelle sera la distance
parcourue par le chariot après 10 secondes ?
( 50 m ; 200 m )
Vitesse (m/s)
40
30
20
10
Temps (s)
0
2
4
6
8
10
43. La vitesse d’une voiture de course est représentée par le graphique ci-dessous. En te basant
sur les données du graphique, quelle distance cette voiture a-t-elle parcourue durant les
15 premières secondes ?
( 400 m)
Vitesse (m/s)
40
30
20
10
Temps (s)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14
15
44. Sur une piste d’accélération, un scientiste vérifie trois façons de freiner. Les variations de
vitesse sont enregistrées sur le graphique ci-dessous. Quel technique de freinage est la plus
efficace ? ( Technique 1 ⇒ - 2,5 m/s2 ; Technique 2 ⇒ - 10 m/s2 ; Technique 3 ⇒ - 3 ,3 m/s2 )
Vitesse (m/s)
50
Technique 1
40
30
Technique 2
20
10
Technique 3
Temps (s)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
45. Une voiture A est arrêtée à un feu de circulation. Le feu vert s’allume et la voiture A démarre.
Au même moment elle est doublée par une voiture B qui se déplace à une vitesse constante.
Les courbes vitesse – temps sont représentées sur le graphique ci-dessous. À partir du feu de
circulation, quelle distance ont-elles parcourue après 20 s ?
( Voiture A ⇒ 450 m ; Voiture B ⇒ 400 m )
Vitesse (m/s)
40
30
Voiture A
20
Voiture B
10
Temps (s)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20