Exercices et examens résolus: Mécanique du point matériel
Caractériser le vecteur vitesse de la balle lors de son impact sur le sol. Corrigé : 1. La méthode est rigoureusement la même que pour l'exercice de
Exercices et Contrôles Corrigés de Mécanique du Point Matériel
Calculer cos( ̂. uA uB)
CAHIER COURS SIMPLIFIES 100 EXERCICES CORRIGES
MATERIEL. Page 2. iv. Sommaire. Préface ... point d'arrivée. ▫ Si la trajectoire C est fermée alors : 0. 0. C. C
Mécanique du point matériel Cours et exercices
Corrigé du TD N°3 : Exercice III.1: 1-Représentation des forces : 2-Le PFD dans ce référentiel galiléen est le suivant: σܨԦ
Cinématique et dynamique du point matériel (Cours et exercices
forces centrales. À la fin de ce polycopié nous proposons quelques exercices corrigés. Page 6. Calcul vectoriel.
Cours et Exercices Corrigés Physique I- Mécanique du point matériel
1-Touver la trajectoire du mouvement. 2-Calculer la vitesse et l'accélération. 3-Soit M la position du mobile à t =0 donner son équation horaire en prenant le
Polycopié Travaux Dirigés Corrigés Mécanique du point matériel
Il comporte des exercices résolus sur les différents chapitres du module de Physique 1 (Mécanique du point). Les sujets des examens finaux qui ont été faits
L1 L2
Il est composé de courtes fiches de rappels de cours suivies d'exercices corrigés qui les mettent en œuvre et représentent le cœur de cet ouvrage. La mécanique
EXAMENS corriges de Mecanique du point materiel
Au cours du temps la tige reste dans le plan vertical (0
Cours et Exercices de mécanique du point matériel
EXERCICE 2 : Dire les quelles de ces formules sont homogènes : T est la Période (temps) l la longueur
Exercices et examens résolus: Mécanique du point matériel
Caractériser le vecteur vitesse de la balle lors de son impact sur le sol. Corrigé : 1. La méthode est rigoureusement la même que pour l'exercice de
Cinématique et dynamique du point matériel (Cours et exercices
forces centrales. À la fin de ce polycopié nous proposons quelques exercices corrigés. Page 6. Calcul vectoriel.
CAHIER COURS SIMPLIFIES 100 EXERCICES CORRIGES
MECANIQUE DU POINT MATERIEL Corrigés des exercices 1.7 à 1.12: ... Afin de déterminer la position instantanée d'un point matériel nous devons choisir.
Mécanique du point matériel Cours et exercices résolus
Ce manuel couvre les quartes chapitres du polycopié de cours de la mécanique du point matériel : Outil mathématique. Cinématique du point matériel
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Calculer cos( ?. uA uB)
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Mécanique du point
Université des sciences et de la technologie d'Oran Mohammed Boudiaf. USTO-MB. MECANIQUE DU POINT. MATERIEL. COURS et EXERCICES. Dr ZIANI NOSSAIR.
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Stratégie de résolution dexercice en mécanique du point matériel
21?/09?/2007 Au niveau de l'enseignement de la mécanique du point matériel en ... Au cours de la résolution l'élève essaie d'imiter le professeur
FACULTE DE PHYSIQUE
DÉPARTEMENT DE GÉNIE PHYSIQUE
Cours et Exercices de mécanique du point matérielAnnée Universitaire : 2019/2020
AVANTPROPOS Ce recueil de cours et problèmes de mécanique du point matériel est un support pédagogique pour les étudiants de 1ere année LMD du domaine sciences et technologie ainsi que sciences de la matière. Ces exercices couvrent les cinq chapitres des programmes de cours de la mécanique qui englobe matériel et travail. des pré- requis nécessaires.aussi un support utile à nos étudiants en L1- SM et ST pour bien préparer leurs contrôles continus et examens du Semestre 1.
TABLE DES MATIERES
Avant-propos
Chapitre I : Rappels mathématiques
I. 1. Analyse dimensionnelle 1
I. 1.1. Equations aux Dimensions 1
I. 2.I. 2.1. Définition 2
I. 2.2. 2
I. 2.3. 3
I. 2.4. ude résultant d'un calcul 3
I. 3. Calcul vectoriel
I. 3.1. Définit
I. 3.2. Notion de vecteur unitaire 4
I. 3.3. Produit scalaire 4
I. 3.4. Produit vectoriel 4
I. 3.5. Applications du produit vectoriel en physique 5
I.4. Exercices avec solution 6
I.5. Exercices supplémentaires sans solution 13
Chapitre II : Cinématique du point matériel
Introduction 16
II.1. Rappel
II.1.1.Repère d'espace 16
II.1.2 Les coordonnées cartésiennes 16
II.1.3. Les coordonnées polaires (dans un plan) 17
II.1.4. Les coordonnées cylindriques (dans l'espace) 18
II.1.5. Les coordonnées sphériques (dans l'espace) 19
II.1.6. Abscisse curviligne et base de Frenet (dans un plan) 19
II.2. Exercices résolus 21
II.3. Exercices supplémentaires sans solution 33
Chapitre III : Mouvement relatif
III. Rappel
III.1 Notion de référentiel 36
III.2. Composition des vitesses 36
III.3. Composition des accélérations 37
III.4. Exercices résolus 39
III.5. Exercices supplémentaires sans solution 44
Chapitre IV : Dynamique du point matériel
Introduction 46
IV.1. Les lois fondamentales de la dynamique 46
IV.2. Théorème du moment cinétique 47
IV.3. Classification des forces 48
IV.4. Exercices résolus 50
IV.5. Exercices supplémentaires sans solutions 59
Chapitre V : Travail et énergie
V. 1. Rappel
V.1.1. Les opérateurs 62
V.1.2. 63
V.1.2.1. Force constante sur un déplacement rectiligne 63V.1.2.2. Energie cinétique 63
63V.1.2.4. Energie potentielle 64
V.1.2.5. Energie mécanique (totale) 64
V.1.2.6. 64 V.1.2.7. Principe de conservation de 64V.2. Exercices résolus 65
V.3. Exercices supplémentaires sans solution 71
Examens avec Solutions 74
Bibliographie 82
Chapitre I
Rappels mathématiques
Chapitre I Rappels mathématiques 1I.1. Analyse dimensionnelle
¾ Unités de base du système internationalLe système international (S.I) est constitué par les unités du système MKSA rationalisé
(m : mètre, kg : kilogramme, s : seconde et a : ampère) et comporte des définitions lumineuse.Le tableau suivant présente les unités SI les plus communément utilisées. Celles-ci ont une
Les relations entre les unités des différents systèmes peuvent être facilement établies en utilisant
les équations aux dimensionsI. 1.1. Equations aux Dimensions
a) Définition Les équations aux dimensions sont des écritures conventionnelles qui résument simplement la définition des grandeurs dérivées des unités fondamentales : Longueur, Masse et Temps : symbolisées par les majuscules L, M et T. b) Utilités des équations aux dimensionsAinsi : ଵ
E = ଵ
Grandeur Formule de base Dimension
Surface S= l.l L2
Volume V=l.l.l L3
Vitesse ൌ݈
ݐ LT-1
Accélération ȯൌݒ
ݐ LT-2
Force ܨൌ݉ߛ
Quantité de mouvement ܲ
Chapitre I Rappels mathématiques 2 I. 2.I. 2.1. Définition
Pour toute grandeur mesurable A, il est possible de définir : - sa valeur mesurée a - sa valeur exacte a0I. 2.2. ǻ
L'erreur Absolue est définit alors par 庥a =ȁܽ െ ܽ 庥a 废a appelée incertitude absolue telle que : 庥a 侓 废a ˲ 废a > ur absolue. Alors une mesure a 废a. a = (a0 寲 废a) signifie que la valeur de a est comprise dans :ܽ 0െ 废 ܽ0 ܽ
Souvent l'incertitude absolue correspond à la plus petite graduation de l'instrument de mesure utilisé. Elle est donc liée à la qualité et au prix de ce dernier.Exemples :
d = (354 寲 3) (km) ˲ 351(km) < d < 357 (km) m = (5,25 寲 0,02) (kg) ˲ 5,23 (kg) < m < 5,27 (kg)Toutefois, il est erroné :
d = (15,83379 寲 0,173) (m), y a une incertitude, il faut écrire : d = (15,8 寲 0,2) [m]. Chapitre I Rappels mathématiques 3I. 2.3. ǻa/a
L'incertitude relative est le quotient de l'erreur absolue par la valeur mesurée. Elle est indiquée
en % ou en %0.Exemple : Si m = (25,4 ± 0,2) (m) ֜
I. 2.4.
a) Addition ou soustraction de plusieurs mesures : m = m1 + m2 + m3 ou m = m1 - m2 - m3 Les incertitudes absolues s'additionnent en présence de ces deux opérations. b) Multiplication ou division de plusieurs mesures : On utilise la méthode de différentiel logarithmique : On prend le logarithme népérien de R PuisOn obtient ;
Puis On remplace le d ǻ ǻR, ǻS, ǻߩ
ǻLI. 3. Calcul vectoriel
La notion de vecteur peut être définie en dimension deux (le plan) ou trois (l'espace euclidien
usuel). Elle se généralise à des espaces de dimension quelconque. Cette notion, devenue
abstraite et introduite par un système d'axiomes, est le fondement de la branche desmathématiques appelée algèbre linéaire. Le vecteur permet, en physique, de modéliser des
grandeurs qui ne peuvent être complètement définies par un nombre ou une fonction numérique
seuls. Par exemple, pour préciser un déplacement, une vitesse, une force ou un champ
Chapitre I Rappels mathématiques 4 électrique, la direction et le sens sont indispensables. Les vecteurs s'opposent aux grandeurs scalaires décrites par un simple nombre, comme la masse, la température, etc.I. 3.1. Définition d'un vecteur
En termes simples, un vecteur est une grandeur qui a une intensité, une direction et un sens. Il est commode de le représenter par une flèche Les réels uniques x et y sont les coordonnéesI. 3.2. Notion de vecteur unitaire
orme égale à un. On obtient le vecteur unitaire en divisant le vecteur initial par son module :
I.3.3. Le produit scalaire
Le produit scalaire est une opération algébrique s'ajoutant aux lois aux vecteurs. À deux vecteurs, elle associe leur produit, qui est un nombre (ou scalaire, d'où son nom). Elle permet les notions de la géométrie euclidienne traditionnelle : longueurs, angles, orthogonalité.I.3.4. Le produit vectoriel
Le produit vectoriel est une opération vectorielle effectuée dans les espaces euclidiens orientés
à trois dimensions. Le formalisme utilisé actuellement est apparu en 1881 dans un manueld'analyse vectorielle écrit par Josiah Willard Gibbs pour ses étudiants en physique. Les travaux
Y X Z z x y Chapitre I Rappels mathématiques 5 de Hermann Günter Grassmann et William Rowan Hamilton sont à l'origine du produit vectoriel défini par Gibbs.orientation est donnée par la règle des trois doigts de la main droite (pouce, index, majeur),
illustrée ci-dessous I.3.5. Applications du produit vectoriel en physique rapport à un point O est :Son module est
Chapitre I Rappels mathématiques 6I. 4. Exercices résolus
EXERCICE 1 : Donner la dimension et les unités dans le système international (SI) des grandeurs
suivantes : Longueur, Temps, Masse, Intensité de courant, Masse Volumique, Vitesse, Force, Quantité de mouvement, Energie et Puissance Pression.SOLUTION
La dimension et les unités dans le système international (SI) des grandeurs suivantes sontGrandeur Dimension Unité
Longueur L mètre (m)
Masse M Kilogramme (kg)
Temps T Seconde (s)
Intensité de courant I A
Vitesse v =dx/dt ֜
Accélération ߛ =dv/dt ֜ [ߛ
Force F=m ֜ ߛ
Quantité du mouvement P=mv ֜
Energie E = FL ֜
Puissance P= E/t ֜
Pression Pr= F/S ֜
EXERCICE 2 : Dire les quelles de ces formules sont homogènes :T est la Période (temps), l la longueur, g la pesanteur, P la quantité de mouvement (masse
multiplier par vitesse), m la masse, c la vitesse de la lumière et E lénergie.SOLUTION
On vérifie de ces formules en utilisant les équations aux dimensions Chapitre I Rappels mathématiques 7֜ ܔ[T]= [2ߨ
Donc l'expression n'est pas homogène.
Elle est homogène.
EXERCICE 3 :
La loi de Stokes exprime la force de frottement F d'un fluide sur une sphère de rayon r en
déplacement avec une vitesse v dans le fluide : En déduire les dimensions, trouver les exposants a, b et c Chapitre I Rappels mathématiques 8SOLUTION
Nous savons que ܨൌ݉ܽ
Ou m est la masse et a l'accélération
Par identification ൝
Alors ࡲൌ࣊ ࣁ ࢘ ࢜EXERCICE 4 :
Où m0 est la masse du mobile, v sa vitesse et c vitesse de la lumière. Sachant que : m0= (1.000 ±0.001) kg, c = (2997280.0±0.8) km/s et v = (200000.0±0.8) km/s.SOLUTION
Chapitre I Rappels mathématiques 9Posons ݂ൌͳെ௩మ
La différentielle de ݂ est donnée par
Donc డ
మ et డ relative οܧAN: οா
EXERCICE 5 : La période des oscillations T
de masse m et de rayon R : - Trouver la dimension de la constante c. ), sachant que T= (0.700±0.001)s, m=(0.960±0.001)Kg et R=(0.072±0.001)m.SOLUTION
D'ou ܿ
Calcul de l'incertitude
Chapitre I Rappels mathématiques 10AN: ο
EXERCICE 6: Dans un système d'axes orthonormés, on donne les vecteurs suivants : respectivement. Vérifier qu'elle peut aussi être obtenue par la relation : ଵSOLUTION
1- Calculons les modules
2- D' après le produit scalaire
Donc ...ߠ
Chapitre I Rappels mathématiques 11A partir du produit scalaire, on a;
Donc6- L'aire οை:
Vérification de la relation :
Comme ܵ
Donc ܵ
EXERCICE 7 :
On donne les vecteurs suivants :
Chapitre I Rappels mathématiques 12 (oy) et (oz) sont donnés par :SOLUTION
Et les vecteurs unitaires ;
4- Le produit vectoriel
5- Montrons l'expression des angles (cosinus directeurs) :
A partir du produit scalaire, on aura :
Chapitre I Rappels mathématiques 13 DoncI. 5. Exercices supplémentaires sans solution
EXERCICE 8 :
La masse volumique ȡ m, de rayon R et de longueur l est donnée par la relation suivante :1- En utilisant les dimensions, trouver les deux constantes x et y
2- ȡ.
EXERCICE 9 : Vanderwaals :
Où P et V sont la pression et le volume respectivement.1- Déterminer les dimensions de a, b et c
2- ο܋
logarithmiquesEXERCICE 10
La vitesse limite atteinte par un parachute lesté est fonction de son poids P et de sa surface S1- Donner les dimensions de la constante k.
2- Calculer les caractéristiques suivantes :
M = 90 kg, S = 80 m2, g = 9, 81 m/s2, et k = 1,15 MKS. Chapitre I Rappels mathématiques 143- οݒ
EXERCICE 11
On donne les vecteurs suivants :
1- Calculer leurs modules.
2- Calculer les composantes et les modules des vecteurs :
quotesdbs_dbs47.pdfusesText_47[PDF] mecanique du point resumé
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