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2 ePhysique chimie

CHAPITRE 4

MOUVEMENT ET

INTERACTIONS

EXERCICES

Wulfran Fortin et Catherine Trapp

Liste des exercices

LISTE DES EXERCICES

1

Décr ireun mouv ement

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

Exercice 5

Exercice 6

Exercice 7

Exercice 8

Exercice 9

Exercice 10

Exercice 11

Exercice 12

Exercice 13

Exercice 14

Exercice 15

Exercice 16

Exercice 17

Exercice 18

Exercice 19

2

Actions sur un système

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

LISTE DES EXERCICES

Exercice 5

3

Pr inciped"iner tie

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

Exercice 5

Exercice 6

Exercice 7

Exercice 8

Exercice 9

Exercice 10

1Décr ireun mouv ement

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Exercice 1

Énoncé

D"après Istra 1982.

Deux trains sont à l"arrêt, côte à côte, le long des quais d"une gare et dans le même sens.

L"un d"eux démarre lentement.

a.Quelle est l"impression du voyageur qui se trouve dans le train voisin? b.Que fait-il pour s"assurer que son train ne roule pas?

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Correction

a.Le voyageur a l"impression de partir en sens inverse, en arrière. b.Pour s"assurer que son train ne roule pas, il regarde le sol sur le quai et voit que son train est immobile par rapport au quai.

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Exercice 2

Énoncé

D"après Istra 1982.

Sur un tapis roulant se trouvent deux pié-

tonsAetB.Areste immobile etBmarche d"un pas régulier sur le tapis roulant dans le même sens que ce dernier. a.Préciser le mouvement des piétonsAet

Bpar rapport au tapis roulant.

b.Préciser le mouvement des piétonsAet

Bpar rapport au sol.

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Correction

a.Aest immobile par rapport au tapis rou- lant.Best en mouvement rectiligne et uni- forme par rapport au tapis roulant. b.AetBsont en mouvement rectiligne uni- forme par rapport au sol,Bétant plus rapide queA.

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Exercice 3

Énoncé

D"après Istra 1982.

On considère la valve de la chambre à air

d"une roue de bicyclette. On fait tourner la roue sur place.

Quel est le mouvement de la valve par rap-

port au sol?

La bicyclette roule maintenant sur la route

horizontale. En représentant la roue par un cercle de diamètre4cmet la valve par un point, représenter les positions occupées par la valve tous les quarts de tour. Donner ensuite l"allure de la trajectoire décrite par la valve par rapport au sol.

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Correction

Par rapport au sol, quand la roue tourne sur

place, la valve a une trajectoire circulaire (fi- gure 1 Figure 1- La valve décrit une trajectoire circu- laire

Quand la roue roule sur la route, la trajec-

toire de la valve décrit une courbe en forme de pont, qui s"appelle une cycloïde (figure 2

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Figure 2- La valve décrit une trajectoire cycloï- dale

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Exercice 8

Énoncé

D"après Istra 1982.

Tracer la trajectoire d"un pointMpar rapport

à un repère défini par deux axes rectangu- lairesOxetOy, sachant que les coordon- nées cartésiennes deMsont x=t+2 et y=2×t avectla date en seconde.

Donner l"expression du vecteur position à la

datet1=0sett2=2s

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Correction

On calcule quelques valeurs dexetyen

prenant des valeurs detde0sà2.5s.t x y (s) (m) (m)0.0 2.0 0.0

0.5 2.5 1.0

1.0 3.0 2.0

1.5 3.5 3.0

2.0 4.0 4.0

2.5 4.5 5.0Table 2- Abscisses calculées.

On trace ensuite un graphique, la trajectoire

est une droite (voir figure 8

On peut le démontrer mathématiquement.

Commex=t+2, on ax-2=tque

l"on substitue dansy=2×tpour obtenir y=2×(x-2)et donc l"équation d"une droite y=2×x-4

Les vecteurs positions aux deux dates de-

mandées ont pour expression

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Figure 8- Trajectoire et vecteurs positions.

àt1=0s:

OM1=2-→i

àt2=2s:

OM2=4-→i+4-→j

1 DÉCRIRE UN MOUVEMENT

Exercice 9

Énoncé

D"après Istra 1982.

Dans un repère défini par deux axes rectan-

gulairesOxetOy, un pointMa pour coor- données en fonction du tempst x=2×cos(28×t) et y=2×sin(28×t)

Préciser la position du mobile aux dates

t

0=0s,t1=1sett2=2s.

Calculer la norme du vecteur position--→OM

et en déduire la trajectoire du pointM.quotesdbs_dbs2.pdfusesText_2