Dynamique et forces d’interaction Épreuve sur la dynamique et l’interaction gravitationnelle

, par  Bernard Vuilleumier , popularité : 2%


Exercice 1

Une voiture de 2000 kg, initialement à l’arrêt, subit une force de traction de 4500 N. La force de frottement (supposée constante) vaut 500 N. Elle se déplace sur une route horizontale. Calculez :

  1. l’accélération de la voiture ;
  2. la vitesse de la voiture après 5 s (en km/h) ;
  3. la distance qu’elle a parcourue pendant ces 5 s ;
  4. la décélération de la voiture si le conducteur freine et que la voiture subit, en plus de la force de frottement, une force de freinage de 4500 N lorsqu’elle roule à 72 km/h.
  5. la distance d’arrêt.

Rép. 2 m/s2, 10 m/s, 36 km/h, 25 m, 2.5 m/s2, 80 m.



Exercice 2

Une grue soulève une charge de 1000 kg qui se trouve sur le sol. L’accélération vaut 0.5 m/s2 pendant 2 s. La masse monte ensuite à vitesse constante pendant 10 s avant de ralentir et de s’arrêter en 1 seconde. Calculez la force exercée par le câble sur la charge :

  1. lorsqu’elle démarre ;
  2. lorsqu’elle s’élève à vitesse constante
  3. lorsqu’elle décélère.

Quelle distance la charge franchit-elle :

  1. en accélérant
  2. à vitesse constante
  3. en décélérant.

Rép. 10’500 N, 10’000 N, 9000 N (avec g=10 m/s2), 1 m, 10 m, 0.5 m.



Exercice 3

Calculez l’accélération d’un objet qui se trouve à mi-distance entre la Terre et la Lune.

  • dTL = 384’000 km. MT = 6 × 1024 kg. ML = 7.34 × 1022 kg.

Rép. 1.07 × 10-2 m/s2.



Exercice 4

Deux planètes de masses m et M s’attirent avec une force F lorsqu’elles sont séparées par une distance d. Que devient la force si :

  1. on multiplie la distance d par 2 et on divise la masse m par 2
  2. on divise la distance d par 2, on multiplie M par 2 et m par 2
  3. on divise la distance d par 0.5, on multiplie M par 4
  4. on divise la distance d par 2 et on divise la masse M par 0.5.

Rép. \frac{F}{8}, 16 F, F, 2F



Exercice 5

Vous disposez de 3 objets de masses m1, m2 et m3. La force agissant entre l’objet 1 et l’objet 2 vaut F12 unités lorsqu’ils sont séparés par une distance d12. La force agissant entre l’objet 2 et l’objet 3 vaut F23 unités lorsqu’ils sont éloignés de d23.
Calculez les valeurs des rapports m1/m3 et complétez, pour les forces et les distances données, chaque ligne du tableau :

F12 d12 F23 d23 m1/m3
1 2 3 4
4 3 2 1
1 4 2 3
2 3 1 4

Rép. \frac{1}{12}, 18, \frac{8}{9}, \frac{9}{8}.