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

Exercices sur la dynamique et les forces d’interaction gravitationnelles.

Article mis en ligne le 13 mars 2008

par bernard.vuilleumier


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}.