0 m/s - École L`Odyssée - Sciences 10

SCIENCES 10 – RÉVISION MOUVEMENT MRU ET MUA
1. Associez le terme de droite avec sa définition :
a) La mesure en ligne droite entre le point de
départ et le point d’arrivée. __11___
b) La mesure du chemin parcouru. ___4__
c) C’est la partie de la physique qui étudie les
aspects du mouvement. __5___
d) C’est un mouvement dont l’accélération est
constante. __6___
e) C’est un changement de vitesse par rapport au
temps. __3___
f) Une quantité qui demande d’être exprimée au
moyen d’une grandeur d’une unité et d’une
orientation. __14___
g) C’est le chemin ou le trajet parcouru par un
mobile. __9___
h) C’est un mouvement en ligne droite et à une
vitesse constante. __1___
1. Mouvement
rectiligne uniforme
(MRU)
2. Dynamique
3. Accélération
4. Distance
5. Cinématique
6. Mouvement
uniformément accéléré
(MUA)
7. Vitesse
8. Quantité scalaire
9. Trajectoire
10. Vecteur résultant
11. Déplacement
i) Est un vecteur qui remplace les autres vecteurs
et qui produit exactement le même effet. ___10__
j) C’est la partie de la physique qui étudie les
causes du mouvement. __2___
k) C’est le rapport entre une distance parcourue et
le temps mis à parcourir cette distance. ___7__
l) Une quantité qui s’exprime au moyen d’une
grandeur et d’un unité. __8___
m) C’est le cas d’une diminution de vitesse, c’est-àdire une accélération négative. __12___
o) Est le rapport entre l’accroissement de la
variable sur y et l’accroissement de la variable sur
x. __13___
12. Décélération
13. Pente
14. Quantité vectorielle
2. Faites les conversions demandées :
a) 36 km/h = 10 m/s
b) 12,5 m/s = 45 km/h
c) 2345 m = 2,345 km
d) 1h34m = 1,57 h
e) 78 min = 1,30 h
f) 0,87 h = 3132 s
g) 95 km/h = 26,4 m/s
h) 34 m/s = 122,4 km/h
3. On laisse tomber un objet du haut d’un immeuble. L’objet prend 2,04
secondes pour frapper le sol. Détermine :
a) la vitesse de l’objet juste avant l’impact ; -20,0 m/s
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = 0 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = ? m/s
∆𝑡= 2,04 s
𝑎 = -9,8 m/s2
𝑣𝑓 = 𝑣𝑖 + 𝑎∆𝑡
𝑣𝑓 = 0 − 9,8 × 2,04
𝑣𝑓 = −20,0 𝑚/𝑠
b) la hauteur de l’immeuble. -20,4 m
Données
⃑⃑⃑𝑖 = 0 m/s (calculé à la a))
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = −20,0 m/s
∆𝑡= 2,04 s
d=?m
Formule
𝑣𝑓 + 𝑣𝑖
𝑑=(
) ∆𝑡
2
𝑑=(
−20,0 + 0
) 2,04
2
𝑑 = −20,4 𝑚
L’immeuble est 20,4 mètres
de haut.
4. Mélanie roule en bicyclette à 20 km/h. Combien de mètres par
seconde?
Vitesse = 20 km/h / 3.6 = 5,56 m/s
5. Après l’école, Lise et Carole quittent pour se rendre à leur domicile. Lise
se déplace à une vitesse uniforme de 6 m/s [O], tandis que Carole se
déplace à une vitesse uniforme de 4 m/s [E]. Si leur trajectoire est en ligne
droite et en sens opposé, quelle sera la distance qui se séparera après 50
secondes ? d = 500 m
Données (Lise)
Formule
𝑣 = 6 𝑚/𝑠 [O]
𝑑 =𝑣×𝑡
t = 50 s
d=?
𝑑 = 6 × 50
𝑑 = 300 𝑚 [𝐎]
Données (Carole)
Formule
𝑣 = 4 𝑚/𝑠 [E]
𝑑 =𝑣×𝑡
t = 50 s
d=?
𝑑 = 4 × 50
𝑑 = 200 𝑚 [𝐄]
Donc, la distance qui sépare Lise et Carole de leur point initiale est
500 mètres (300 + 200).
6. Pierre roule en voiture à 95 Km/h lorsqu’il aperçoit un objet sur la route
directement devant lui. Il freine immédiatement et après avoir parcouru
une distance de 75 m, immobilise complètement sa voiture. Quelle est
l’accélération de la voiture ?
a = -4,65 m/s2
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = 95 km/h = 26,4 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = 0 m/s
∆𝑡= ?
𝑑 = 75 𝑚
a=?
(𝑉𝑓 + 𝑉𝑖)𝑡
𝑑=
2
(0 + 26,4)𝑡
75 =
2
2 × 75 = (0 + 26,4)𝑡
150 (26,4)𝑡
=
26,4
26,4
5,68 𝑠 = 𝑡
Maintenant qu’on a trouvé le
temps, on peut calculer
l’accélération.
𝑎=
𝑉𝑓 − 𝑉𝑖
0 − 26,4
=
𝑡
5,68
𝑎 = −4,65 𝑚/𝑠 2
7. Mathieu part du Tim Horton sur la rue Elmwood et parcourt une distance
de 3 km en 3,6 minutes. Quelle est sa vitesse moyenne en m/s?
V = 50 km/h
Données
𝑣 =?
d = 3 km
t = 0,06 h
Formule
𝑣=
𝑑
𝑡
𝑣=
3
0,06
𝑣 = 50 𝑘𝑚/ℎ
8. Marco laisse tomber une roche du haut d’une falaise. À quelle
vitesse frappera-t-elle le sol si elle met 2,3 secondes à parcourir
cette distance? Calcule cette distance ?
Vf = -22,5 m/s
d = -25,9 m
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = 0 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = ? m/s
∆𝑡= 2,3 s
𝑎 = -9,8 m/s2
𝑣𝑓 = 𝑣𝑖 + 𝑎∆𝑡
𝑣𝑓 = 0 − 9,8 × 2,3
𝑣𝑓 = −22,54 𝑚/𝑠
La vitesse de la roche avant de
frapper le sol est de 22,54
m/s.
Données
Formule
(𝑉𝑓 + 𝑉𝑖)𝑡
⃑⃑⃑𝑖 = 0
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = -22,54 m/s 𝑑 =
2
∆𝑡= 2,3 s
(0 − 22,54)2,3
𝑑 =?
𝑑=
2
𝑑=
−51,84
2
𝑑 = −25,9 𝑚
𝐿𝑎 ℎ𝑎𝑢𝑡𝑒𝑢𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑎𝑙𝑎𝑖𝑠𝑒 𝑒𝑠𝑡 𝑑𝑒 25,9 𝑚è𝑡𝑟𝑒𝑠.
9. Deux voitures se déplacent vers la droite. L’une a une vitesse de
30 km/h et l’autre a une vitesse de 70 km/h. Si l’on chronomètre
les 2 voitures pendant 85 secondes, quelle sera la distance entre les 2
voitures après ce temps?
d = 944 m
Données (Voiture 1)
𝑣 = 30
t = 85 s
𝑘𝑚
𝑚
= 8,33 [𝐝𝐫𝐨𝐢𝐭𝐞]
ℎ
𝑠
Formule
𝑑 =𝑣×𝑡
𝑑 = 8,33 × 85
d=?
𝑑 = 708 𝑚 [𝐝𝐫𝐨𝐢𝐭𝐞]
Données (Voiture 2)
𝑣 = 70
t = 85 s
d=?
𝑘𝑚
𝑚
= 19,44 [𝐝𝐫𝐨𝐢𝐭𝐞]
ℎ
𝑠
Formule
𝑑 =𝑣×𝑡
𝑑 = 19,44 × 85
𝑑 = 1652 𝑚 [𝐝𝐫𝐨𝐢𝐭𝐞]
Tandis que les deux voitures vont dans la même direction, la
distance qui les sépare est de 944 mètres. (1652 – 708)
10. Jamie a une masse de 80 kg et Daniel a une masse de 95 kg. Ils
travaillent à Hollywood comme « stuntman » (cascadeurs). Si les deux
individus se laissent tomber du haut d’un édifice en même temps. Si on
néglige la résistance du vent, est-ce que Daniel frappera le matelas
protecteur avant Jamie? Pourquoi?
Non, parce que les deux personnes ont la même accélération (9,8
m/s2) pendant leur chute.
Vitesse (m/s)
11. En te référant au graphique ci-dessous, décris le mouvement du
mobile.
Temps (s)



Le mobile accélère de sa vitesse initiale pendant un certain
temps.
Il demeure à cette vitesse (vitesse constante) pendant une
certaine période de temps.
Sa vitesse diminue (accélération négative) jusqu’à ce qu’il
s’immobilise.
12. Julien participe à une chasse au trésor dans la forêt. Il doit faire deux
déplacements : l’un de 500 m vers le nord et l’autre de 600 m vers le sud.
Quel est son déplacement ? Quelle est sa distance parcourue ?
Déplacement = 100 m vers le sud (600 [𝐒] − 𝟓𝟎𝟎 𝒎 [𝐍])
Distance = 1100 m (600 + 500)
13. 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 0,8s pour parcourir
cette distance ?
Vi = -2,16 m/s
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = ? m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = - 36 km/h = - 10 m/s
∆𝑡= 0,8 s
𝑎 = -9,8 m/s2
𝑣𝑖 = 𝑣𝑓 − 𝑎∆𝑡
𝑣𝑖 = −10 + 9,8 × 0,8
𝑣𝑖 = −2,16 𝑚/𝑠
14. 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 ?
d = + 78,4 m
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = 39,2 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = 0 m/s
∆𝑡= ? s
d=?m
𝑎 = -9,8 m/s2
𝑉𝑓 − 𝑉𝑖
𝑡=
𝑎
𝑡=
0 − 39,2
=4𝑠
−9,8
Maintenant que nous avons
trouvé le temps, nous
pouvons calculer la hauteur.
𝑑=(
𝑣𝑓 + 𝑣𝑖
) ∆𝑡
2
𝑑=(
0 + 39,2
)4
2
𝑑 = 78,4 𝑚
La hauteur maximale atteint
est de 78,4 m.
15. Un objet lancé du sol, verticalement ver le haut à une vitesse de 30 m/s.
Combien de temps s’écoule avant que l’objet frappe le sol à nouveau ?
t = 6,12 s
Données
⃑⃑⃑𝑖 = 30,0 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = 0 m/s
∆𝑡= ? s
𝑎 = -9,8 m/s2
Formule
𝑡=
𝑉𝑓 − 𝑉𝑖
𝑎
𝑡=
0 − 30,0
= 3,06 𝑠
−9,8
L’objet prend 3,06 s pour atteindre sa hauteur maximale
(aller), donc cela lui prendra un autre 3,06 s pour revenir au
sol (retour). L’aller-retour de l’objet est de 6,12 s.
16. Pierre se trouve sur le toit d’un édifice, il lance un objet directement ver 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 ?
d = -78,4 m
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = - 29,4 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = ?
∆𝑡= 2,0 s
𝑑 =?
𝑎 = -9,8 m/s2
𝑣𝑓 = 𝑣𝑖 + 𝑎∆𝑡
𝑣𝑓 = −29,4 − 9,8(2,0)
𝑣𝑓 = −49,0 𝑚/𝑠
Maintenant qu’on a calculé la vitesse
finale, on peut trouver la hauteur de
l’édifice.
𝑑=
(𝑉𝑓 + 𝑉𝑖 )𝑡
2
𝑑=
(−49,0 − 29,4)2,0
2
𝑑 = −78,4 𝑚
𝐿𝑎 ℎ𝑎𝑢𝑡𝑒𝑢𝑟 𝑑′é𝑑𝑖𝑓𝑖𝑐𝑒 𝑒𝑠𝑡 𝑑𝑒 78,4 𝑚è𝑡𝑟𝑒𝑠.
17. 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 ?
d = -3,14 m
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = 0 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = ?
∆𝑡= 0,8 s
𝑑 =?
𝑎 = -9,8 m/s2
𝑣𝑓 = 𝑣𝑖 + 𝑎∆𝑡
𝑣𝑓 = 0 − 9,8(0,8)
𝑣𝑓 = −7,84 𝑚/𝑠
Maintenant qu’on a calculé la
vitesse finale, on peut trouver
la hauteur que la brique a
tombée.
𝑑=
(𝑉𝑓 + 𝑉𝑖)𝑡
2
𝑑=
(−7,84 − 0)0,8
2
𝑑 = −3,14 𝑚
𝐿𝑎 ℎ𝑎𝑢𝑡𝑒𝑢𝑟 𝑒𝑠𝑡 𝑑𝑒 3,14 𝑚è𝑡𝑟𝑒𝑠.
18. Cody lance une balle verticalement vers le haut. Si elle met 4s à
revenir jusqu’à sa main, quelle sera la hauteur maximale atteinte?
d = 19,6 m
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = ? m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = 0 m/s
∆𝑡= 2 s
𝑑 =?
𝑎 = -9,8 m/s2
𝑣𝑖 = 𝑣𝑓 − 𝑎∆𝑡
***Si la balle prend 4s à
revenir dans sa main, cela lui
prendra la moitié du temps
(2s) à atteindre sa hauteur
maximale.***
Maintenant qu’on a calculé la
vitesse initiale, on peut
trouver la hauteur que la
brique a tombée.
𝑣𝑖 = 0 + 9,8(2)
𝑣𝑖 = +19,6 𝑚/𝑠
𝑑=
(𝑉𝑓 + 𝑉𝑖)𝑡
2
𝑑=
(0 + 19,6)2
2
𝑑 = +19,6 𝑚
La hauteur maximale est de
19,6 mètres.
19. Adriel remarque sur l’indicateur qu’il roule à une vitesse de 60 km/h
lorsqu’il passe devant le centre d’achat. Peut-on qualifier cette vitesse de
60 km/h une vitesse moyenne ou une vitesse instantanée?
C’est la vitesse de la voiture à un temps précis (au moment même),
donc c’est une vitesse instantanée.
20. Michelle s’entraine pour une compétition de cross-country. De
chez elle, elle court 7,5 km en 39 min pour se rendre à l’école.
Après une période de repos de 10 min, elle retourne chez elle en
marchant ce qui lui prend 1h05 min. Quelle a été sa vitesse moyenne
durant cet aller-retour ?
Vmoy = 7,89 km/h
Données (Aller)
Formule
𝑣𝑚𝑜𝑦 = ?
𝑡𝑡𝑜𝑡 = 39 min (aller) + 10 min
repos) + 1h05 min (retour)
𝑡𝑡𝑜𝑡
= 0,65 ℎ + 0,17 ℎ + 1,08 ℎ
𝑡𝑡𝑜𝑡 = 1,90 ℎ
𝑣𝑚𝑜𝑦 =
𝑑𝑡𝑜𝑡
𝑡𝑡𝑜𝑡
𝑣𝑚𝑜𝑦 =
15 𝑘𝑚
1,90 ℎ
𝑑𝑡𝑜𝑡 = 7,5 km (aller) + 7,5 km 𝑣𝑚𝑜𝑦 = 7,89 𝑘𝑚/ℎ
(retour)
𝑑𝑡𝑜𝑡 = 15 𝑘𝑚
21. 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 frappe quand
même l’obstacle 5s plus tard. À quelle vitesse se déplaçait le motocycliste
au moment de la collision ?
Vf = 10 m/s
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = 30 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = ?
∆𝑡= 5,0 s
𝑑 = 100 𝑚
𝑑=
(𝑉𝑓 + 𝑉𝑖)𝑡
2
100 =
(𝑉𝑓 + 30)5,0
2
200 = (𝑉𝑓 + 30)5,0
200 = 5,0 𝑉𝑓 + 150
200 − 150 = 5,0 𝑉𝑓 + 150 150
50 = 5,0 𝑉𝑓
50 5,0 𝑉𝑓
=
5,0
5,0
𝑉𝑓 = 10 𝑚/𝑠
La vitesse de la voiture juste
avant la collision était de 10
m/s.
22. 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 ?
t = 20 s
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = 100 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = 0 m/s
∆𝑡= ?
𝑑 = 1000 𝑚
(𝑉𝑓 + 𝑉𝑖)𝑡
𝑑=
2
(0 + 100)𝑡
1000 =
2
(0 + 100)𝑡
1000 × 2 =
×2
2
2000 = (0 + 100)𝑡
2000 = 100 𝑡
2000 100 𝑡
=
100
100
𝑡 = 20 𝑠
L’avion roule sur la piste
pendant 20 s.
23. Utilise le graphique suivant pour répondre aux questions :
a) Trouve l’accélération du mobile entre la 6e et la 9e seconde.
a = -6,67 m/s2
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = 40 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = 20 m/s
∆𝑡= 9 s – 6 s = 3 s
𝑎=?
𝑎=
𝑉𝑓 − 𝑉𝑖
𝑡
𝑎=
20 − 40
= −6,67 𝑚/𝑠 2
3
b) Trouve l’accélération du mobile pendant les trois premières secondes.
a= 13,33 m/s2
Données
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = 0 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = 40 m/s
∆𝑡= 3 s – 0 s = 3 s
𝑎=?
𝑎=
𝑉𝑓 − 𝑉𝑖
𝑡
𝑎=
40 − 0
= 13,33 𝑚/𝑠 2
3
c) Trouve l’accélération de la voiture entre la 9e et 12e seconde.
a = , vitesse constante
Durant ce temps, la vitesse de la voiture est constante. Donc,
l’accélération est nulle. La voiture n’accélère pas entre 9 et 12
secondes.
d) Trouve la distance totale parcourue par le mobile durant les 15
secondes du trajet.
dtot = 360 m
Données (de 0 à 3 secondes) Formule
𝑣𝑖 = 0 m/s
⃑⃑⃑
(𝑉𝑓 + 𝑉𝑖)𝑡
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = 40 m/s
𝑑=
∆𝑡= 3 s – 0 s = 3 s
2
𝑑 =?
(40 + 0)3
𝑑=
2
𝑑 = 60 𝑚
Données (de 3 à 6 secondes) Formule
𝑣 = 40 m/s
∆𝑡= 6 s – 3 s = 3 s
𝑑=𝑣 × 𝑡
𝑑 =?
𝑑 = 40 × 3
𝑑 = 120 𝑚
Données (de 6 à 9 secondes) Formule
𝑣𝑖 = 40 m/s
⃑⃑⃑
(𝑉𝑓 + 𝑉𝑖)𝑡
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = 20 m/s
𝑑=
∆𝑡= 9 s – 6 s = 3 s
2
𝑑 =?
(20 + 40)3
𝑑=
2
𝑑 = 90 𝑚
Formule
Données (de 9 à 12 secondes)
𝑣 = 20 m/s
∆𝑡= 12 s – 9 s = 3 s
𝑑 =?
𝑑=𝑣 × 𝑡
𝑑 = 20 × 3
𝑑 = 60 𝑚
Données (de 15 à 12 secondes)
Formule
⃑⃑⃑𝑖 = 20 m/s
𝑣
𝑣
⃑⃑⃑⃑𝑓 = 0 m/s
∆𝑡= 15 s – 12 s = 3 s
𝑑 =?
𝑑=
(𝑉𝑓 + 𝑉𝑖)𝑡
2
𝑑=
(0 + 20)3
2
𝑑 = 30 𝑚
Donc, la distance totale est la somme de toutes les distances calculées.
dtot = 60 + 120 + 90 + 60 30 = 360 m
La distance totale de cette trajectoire est de 360 mètres.
***FIN DU CORRIGÉ***