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Mouvement rectiligne sinusoïdal

Mouvement rectiligne sinusoïdal Série d’exercices - Enoncés Exercice 1 On considère les courbes suivantes de l’accélération, la vitesse et l’élongation d’un mouvement d’un mobile (M) en fonction du temps (Figure ci-dessous) (1 DIV horizontale 0,5) et (1DIV verticale 0,5) 1) Donner la nature du mouvement



Le mouvement rectiligne sinusoïdale

Il effectu donc un mouvement rectiligne sinusoidal avec une pulsation ω = 20 rad s-1 1) Ecrire l’équation horaire du mouvement 2) A quel instant le mobile (c) passe t-il pour la première fois par sa position d’équilibre 3) Calculer sa vitesse à cet instant Tracer les courbes dans la page suivante Le mouvement rectiligne



A - GENERALITES SUR LES MOUVEMENTS RECTILIGNES

Amplitude xm du mouvement rectiligne sinusoïdal (Fig 5) Le cosinus ou le sinus d’un angle est sans unité et compris entre -1 et +1, par conséquent la constante x m est un espace et l’élongation x du mobile est comprise entre – x m et +x m :



LES OSCILLATEURS MÉCANIQUES ???? ???????? P???? - CACSUP

1) Mouvement rectiligne sinusoïdal : a) Définition : Un point matériel est animé d’un mouvement rectiligne sinusoïdal lorsqu’il effectue des mouvements de va-et-vient autour d’une position moyenne b) Equation horaire : L’équation horaire d’un mouvement rectiligne sinusoïdal est de la forme x ( P) = ???? I



République Tunisienne Ministère de l’Éducation PHYSIQUE

Etablir, pour un mouvement rectiligne uni- formément varié, la relation : v 2 2 - v 1 2 = 2a (x 2-x 1) Caractériser un mouvement rectiligne sinu- soïdal par son amplitude X m et sa période T Etablir la relation (a + ω 2 x = 0) entre l'accé-lération a et l'élongation x d'un mobile en mouvement rectiligne sinusoïdal



TD CINEMATIQUE EXERCICE 1 : 1) 2) 3) 4)

Un mobile est animé d’un mouvement rectiligne sinusoïdal L’axe support de la trajectoire est l’axe (x’Ox) d’origine O centre du mouvement A l’instant de date t = 0 pris comme origine des dates, l’abscisse du mobile est égale à 2,8 cm et sa vitesse vaut 4,41 cm/s Le mobile met 2,0 s pour effectuer une oscillation complète



Exercices d’application corrigés Des Sujets Commentés et Corrigés

Un mobile est animé d’un mouvement rectiligne sinusoïdal sur un axe xx’ 4 1 Sachant que sa fréquence est N = 2/3 Hz et son amplitude Xm = 5 cm, déterminer T et ω 4 2 Ecrire l’équation horaire du mouvement sachant qu’à la date t = 0, le mobile passe par l’élongation nulle en allant dans le sens positif



leçon 19 physique les systèmes mécaniques oscillants

Question : Quelle est la nature du mouvement ? le mouvement est rectiligne sinusoïdal , ou bien , on dit que l’oscillateur est harmonique c) solution de léquation On admet que la solution de l’équation différentielle peut s’écrire sous la forme x A cos( t ) Z M 0 avec A (m) : l’amplitude du mouvement Z 0 (rad/s): pulsation propre



MECANIQUE DU POINT MATERIEL - التعليم الجامعي

AHMED FIZAZI Maître assistant chargé de cours CAHIER De la (Version en Français) COURS SIMPLIFIES 100 EXERCICES CORRIGES (Enoncés en arabe et en français)



PHYSIQUE TERMINALE S - RasmouTech

PHYSIQUE TERMINALE S 218 exercices corrigés Mécanique (98 exercices corrigés Electromagnétisme (65 exercices corrigés) Electricité (36 exercices corrigés)

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Exercices d"application corrigés Des Sujets Commentés et Corrigés

CONCOURS D"ENTREE A LA FASTEF EDITION 2013-2014

1

SUJET 1

Exercice 1:

Une masse mA = 18 g de propan-1-ol (compos A) est trait par une solution de dichromate de

potassium. On obtient un mlange de deux composs B et C. En prsence de B, le ractif de schiff

devient rose. Le compos C est un acide carboxylique.

1.1 Donner les noms et les formules semi-dveloppes de B et C.

1.2 Donner les quations-bilans des ractions permettant de passer de A ‡ B, puis de B ‡ C sachant

quÔelles font intervenir le couple Cr2O72- / Cr3+ en milieu acide.

1.3 On obtient une masse m

C = 14,8 g du compos C. Calculer la masse de B restant dans le mlange sachant que toute la masse du propan-1-ol a ragi.

Exercice 2:

On considŽre un acide carboxylique ‡ cha“ne sature A et un alcool sature B. Soient n le nombre

dÔatomes de carbone du radical alkyle R- fix au groupement fonctionnel carboxylique et nÔ le

nombre dÔatomes de carbone du radical alkyle RÔ- fix au groupement fonctionnel alcool.

2.1 Exprimer respectivement les formules de A et B en fonction de n et de nÔ.

2.2 Le compos A est estrifi par B. A partir des formules trouves en 2.1, crire lԍquation de

cette raction, en explicitant en fonction de n et de nÔ la formule semi-dveloppe du compos

organique E forme.

2.3 Pour n = 3, la masse molaire molculaire de E est 130 g/mol. En dduire nÔ et prciser la formule

brute de E.

2.4 En ralit, A possŽde une cha“ne sature avec une ramification et lÔoxydation mnage de B

conduit ‡ la formation dÔun compos C qui donne un prcipit jaune avec la 2,4-DNPH et ne rosit pas

le ractif de schiff.

Ecrire alors la raction dÔestrification de A et B en utilisant les formules semi-dveloppes.

Donner les noms de A, B, C et D.

Exercice 3:

Un mobile est anim dÔun mouvement rectiligne sinuso"dal de priode T = 0,2 s. A la date t = 0 s, il

passe par lÔorigine des longations avec une vitesse de mesure algbrique v = 0,4 p m/s.

3.1 Ecrire lԍquation horaire du mouvement du mobile.

3.2 A quel instant le mobile passe-t-il pour la premiŽre fois par lԍlongation x = - 2 cm en allant dans

le sens positif ? Trouver la vitesse et lÔacclration du mobile ‡ cet instant.

Exercice 4:

Un oscillateur mcanique horizontal est constitu dÔun ressort de raideur K = 25 N/m dont une

extrmit est fixe ‡ un support et lÔautre relie ‡ un solide (S) de masse m = 1 kg.

4.1 On carte le solide (S) dÔune distance a = 6 cm de sa position dԍquilibre stable et on lÔabandonne

sans vitesse initiale. Quelle est la nature de lÔoscillateur ? Justifier.

4.2 Dterminer sa priode et son abscisse ‡ tout instant sachant quԇ t = 0, le mobile est ‡

lԍlongation maximale. norme v0 = 0,26 m/s, dirige vers la position dԍquilibre.

4.3.1 Donner la nouvelle quation horaire et calculer sa priode.

4.3.2 A quelle date et avec quelle vitesse le solide (S) repasse pour la deuxiŽme fois par sa

position dԍquilibre ?

CONCOURS D"ENTREE A LA FASTEF EDITION 2013-2014

2

SUJET 2

Exercice 1:

On mlange une masse m1 = 6 g de propan-1-ol et une masse m2 = 6 g dÔacide thano"que.

1.1 Ecrire lԍquation qui traduit la raction dÔestrification.

1.2 Lorsque lԍquilibre est atteint, lÔanalyse montre quÔil sÔest form une masse m3 = 6,8 g dÔester.

1.2.1 Calculer ‡ lԍquilibre le nombre de moles dÔeau, dÔacide thano"que et de propan-1-ol

prsents dans le mlange.

1.2.2 Quelle est la fraction dÔalcool estrifi ?

Exercice 2:

2.1 On fait ragir le chlorure de thionyle sur lÔacide propano"que (not A) pour obtenir un corps

organique B. Donner la formule semi-dveloppe et le nom de B.

2.2 On fait ragir entiŽrement 0,1 mol de B avec un excŽs dÔamine primaire sature; on obtient un

driv du compos A qui prcipite de faŒon totale. La masse du prcipit obtenu est 8,7 g.

Dterminer la formule semi-dveloppe et le nom de lÔamine utilise.

Exercice 3:

Les quations horaires du mouvement dÔun mobile M dans un repŽre (O, ir, j ) sont : x (t) = t et y (t) = t

2 - 4 t + 3

3.1 Dterminer lԍquation de la trajectoire du mobile M.

3.2 Dterminer les composantes et lÔintensit du vecteur vitesse ‡ chaque instant.

3.3 Dterminer les valeurs de lÔacclration tangentielle puis de lÔacclration normale ‡ lÔinstant de

date t = 0 s.

3.4 Entre quelles dates le mouvement est-il acclr ? retard ?

Exercice 4:

4.1 On considŽre un faisceau dԍlectrons mis ‡ partir du filament dÔun canon ‡ lectrons dÔun

oscilloscope. Ces lectrons sont mis avec une vitesse initiale nulle et sont acclrs par une

tension U rglable tablie entre le filament et lÔanode A du canon ‡ lectrons. y U + + + + + + + + P 1 d O

0vr x

Filament - - - - - - - - - P

2 L D

4.2.1 Etablir lԍquation du mouvement dÔun lectron entre les armatures du condensateur

4.2.2 Quelle est la condition dԍmergence du faisceau dԍlectrons?

4.2.3 Un cran est dispos ‡ une distance D du milieu du condensateur. Montrer que la

dviation verticale du faisceau dԍlectrons sur lԍcran est proportionnelle ‡ la tension U1.

4.2.4 La valeur du calibre de la voie verticale est vaut s = 10 V/cm avec

yUs

1=. Quelle doit

On rŽgle la tension U pour que les lectrons atteignent lÔanode A avec une vitesse v = 16 000 km/s. Calculer la valeur correspondante de U.

4.2 Le faisceau dԍlectrons obtenu pnŽtre

parallŽlement entre les plaques horizontales P1 et P

2 dÔun condensateur ‡ la vitesse v0 = 16 000

km/s. La tension entre les armatures est U 1 et la distance entre les armatures est d.

CONCOURS D"ENTREE A LA FASTEF EDITION 2013-2014

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SUJET 3

Exercice 1:

En hydrolysant 1,065 g dÔun chlorure dÔacyle, on obtient 0,365 g de chlorure dÔhydrogŽne.

1.1. Ecrire la raction dÔhydrolyse en symbolisant le chlorure dÔacyle par RCOCl.

1.2 Calculer la masse molaire du chlorure dÔacyle ; donner la ou les formules semi-dveloppes de ce

chlorure dÔacyle ainsi que le ou les noms correspondants.

1.3 LÔhydrolyse de ce chlorure dÔacyle a donn, en plus du chlorure dÔhydrogŽne, un compos

organique B. Donner la ou les formules semi-dveloppes de ce compos organique B ainsi que le ou

les noms correspondants.

Exercice 2:

En milieu acide, les ions permanganate MnO4- oxyde lentement lÔacide oxalique H2C2O4 selon

lԍquation-bilan : 222

42241082562COOHMnOCHHMnO++®++++-

On considŽre 20 mL dÔune solution de permanganate de potassium ‡ 0,20 mol.L -1, acidifie avec de

lÔacide sulfurique et 20 mL dÔune solution aqueuse dÔacide oxalique ‡ 0,50 mol.L

-1. On mlange

rapidement ces deux solutions et lÔon dtermine la concentration C des ions permanganate restant

dans le mlange au cours du temps.

2.1 Calculer la quantit dÔions permanganate initialement prsents dans le mlange. Reste-t-il de

lÔacide oxalique ‡ la fin de lÔexprience ?

2.2 Complter le tableau et tracer la courbe C = f (t). Echelles : {- abscisse : 1 cm

"1 min; ordonne : 1 cm "10-2 mol.L-1}.

2.3 Rappeler la dfinition de la vitesse de disparition de lÔion permanganate. Dterminer

graphiquement cette vitesse ‡ t = 2,5 min.

2.4 Quelle est la vitesse de disparition de lÔacide oxalique et celle de formation des ions manganŽse

Mn2+ ‡ la date t = 2,5 min ?

2.5 Rappeler la dfinition du temps de demi-raction ; le dterminer graphiquement.

Exercice 3:

Un mobile est anim dÔun mouvement sinuso"dal sur un segment AB, de longueur l = 4 cm, centr en

O confondu avec lÔorigine des abscisses (x = 0). A la date t = 0 le mobile est au point O et il se

dplace vers les abscisses croissantes ; 0,2 s aprŽs il revient en O pour la premiŽre fois.

3.1 Dterminer lԍquation horaire du mouvement.

3.2 Le mouvement est-il acclr ou retard lorsque le mobile passe en x = 1 cm pour la deuxiŽme

fois ?

3.3 Ê quelle date le mobile passe-t-il pour la deuxiŽme fois en x = 1 cm ?

Exercice 4:

Un mobile est anim dÔun mouvement rectiligne sinuso"dal sur un axe xxÔ.

4.1 Sachant que sa frquence est N = 2/3 Hz et son amplitude X

m = 5 cm, dterminer T et w.

4.2 Ecrire lԍquation horaire du mouvement sachant quԇ la date t = 0, le mobile passe par

lԍlongation nulle en allant dans le sens positif.

4.3 Ê quelle date, le mobile passe-t-il pour la premiŽre fois par le point dÔabscisse x = 2,5 cm en

allant dans le sens ngatif ? t (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8

C (10-3 mol.L-1) È.. 96 93 60 30 12 5 3 2

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SUJET 4

Exercice 1:

1.1 Un alcŽne A conduit, par hydratation, ‡ un seul compos B renfermant 21,6 % en masse

dÔoxygŽne. Dterminer la formule brute de B, puis crire toutes les formules semi-dveloppes

correspondant ‡ cette formule brute.

1.2 Etablir la demi-quation lectronique du couple thanal/thanol, puis lԍquation-bilan de

lÔoxydation de lԍthanol en thanal par les ions dichromate en milieu acide sulfurique.

1.3 Trouver les formules semi-dveloppes et les noms des amines tertiaires de formule brute

C6H15N.

Exercice 2:

2.1 LÔoxydation complŽte de 1 g dÔun corps A de formule brute CnH2nO donne 2,45 g de dioxyde de

carbone. Dterminer n.

2.2 Avec la dinitro-2,4-phnylhydrazine, A donne un prcipit jaune. Avec le nitrate dÔargent

ammoniacal, il donne un dp˜t dÔargent. Que peut-on en conclure ?

2.3 En milieu acide, A est oxyd par le permanganate de potassium et donne lÔacide-2-

mthylpropano"que. En dduire la formule dveloppe du corps A. Quel est son nom ?

Exercice 3:

Modou, lŽve de la classe de terminale S, a retrouv le pistolet ‡ projectiles de son enfance. Il

dcide dÔutiliser ses connaissances en mcanique pour tudier le mouvement de ce projectile. Dans

tout lÔexercice, on supposera le projectile assimilable ‡ un point matriel sortant de lÔextrmit du

canon avec une vitesse initiale

0vr, de norme v0 indpendante de lÔorientation du canon dans lÔespace.

y 0vr A a h jr O ir x Modou tire vers le haut et constate que le projectile tombe sur le sol 4,1 s aprŽs son dpart.

Calculer v

0.

3.2.2 Tir horizontal: Le canon du pistolet est horizontal, son extrmit A est ‡ une altitude

h2 = 1,5 m du point O du sol situ sur la verticale de A. Modou tire et constate que le projectile tombe sur le sol en un point I tel que OI = L = 10,95 m. Calculer v 0.

Exercice 4:

Une bille est lance verticalement vers le haut avec une vitesse initiale vo = 8 m.s-1 depuis le point

origine O du repŽre ),(iO. Elle est soumise ‡ lÔacclration iarr10-=.

4.1 Situer dans ce repŽre son point culminant C. On utilisera deux mthodes.

4.2 A quelle date repassera-t-elle au point O ?

4.3 Combien de temps aprŽs son lancement touchera-elle le sol situ ‡ 2 m en dessous du point O ?

4.4 Avec quelle vitesse arrivera-elle au sol ?

3.1 Etude thorique :

3.1.1 Dans le repŽre (Ox,Oy), tablir les quations

paramtriques x(t) et y(t) dÔun mobile de masse m anim dÔune vitesse

0vr, faisant un angle a avec lÔhorizontale.

On note quԇ lÔorigine des dates, le mobile est en A (0, h).

3.1.2 En dduire lԍquation de la trajectoire.

3.2 Tirs exprimentaux :

3.2.1 Tir vertical : Le canon du pistolet est vertical, son

extrmit A tant situ ‡ h1 = 2,05 m du sol.

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SUJET 5

Exercice 1:

On considŽre trois alcools A, B et C dont la cha“ne principale possŽde trois atomes de carbone. Pour

les identifier, on effectue les expriences suivantes : - on ralise lÔoxydation mnage de ces trois alcools : A donne A

1, B ne ragit pas et C donne C1 ;

- les composs A

1 et C1 donnent un prcipit jaune avec la DNPH, par contre seul A1 ragit avec la

liqueur de Fehling; - si on compare les formules brutes de A

1 et C1, on constate que ces deux corps sont isomŽres.

Dduire de ces expriences les formules semi-dveloppes et les noms de A, B, C A

1 et C1. On

prcisera ‡ quelle famille appartiennent A

1 et C1 et on indiquera pour chaque alcool sa classe.

Exercice 2:

On considŽre un acide carboxylique A ‡ cha“ne sature, de formule CnH2n+1COOH et un alcool B de

formule C mH2m+1OH.

2.1 Ecrire lԍquation dÔestrification de A par B en fonction de n et m.

2.2 Pour n = 3, la masse molaire de lÔester E form est 130 g.mol-1. En dduire m et prciser la

formule brute de E.

2.3 En ralit, A possŽde une cha“ne sature ramifie et lÔoxydation mnage de B conduit ‡ la

formation dÔun compos C qui donne un prcipit jaune avec la DNPH et ne ragit pas avec le ractif

de schiff. Donner les formules semi-dveloppes et les noms des composs A, B, C et E.

Exercice 3:

Une bille est lance verticalement vers le haut avec une vitesse initiale kvrr60= du point O, origine

du repŽre ),,,(kjiOrrr. Elle est soumise ‡ lÔacclration karr10-=.

3.1 Quelle est la trajectoire de la bille et quel est son mouvement ?

lÔorigine O ? Quelle est alors sa vitesse 2vr?

3.3 Prciser les phases de son mouvement pour t

³ 0.

Exercice 4:

4.1 Un mobile M dcrit un mouvement circulaire de rayon R = 30 cm et de centre O. Il est repr

par lÔangle a = (OMo, OM). A la date t = 0 lÔangle a = ¸/6 et la vitesse angulaire de M est nulle.

Sachant quÔau bout de 0,5 s sa vitesse angulaire est de 2 rad.s -1 et lÔangle de reprage est 1,02 rad.

4.1.1 Etablir les quations horaires du mouvement de lÔabscisse angulaire, de la vitesse

angulaire et de la vitesse linaire tant donn que son acclration est constante.

4.1.2 Reprsenter au point M

1 les acclrations tangentielle et normale du mobile ‡ t = 0,5 s.

On pendra les chelles : [1 cm " 0,6 m.s-2 et 1 cm "10 cm]

4.2 Ê partir de cette date t

1 = 0,5 s le mobile dcrit un mouvement circulaire uniforme. On

sÔintresse au mouvement du point projet N sur lÔaxe xÔx du point M. y M

O N M

0 x

4.2.1 Dcrire le mouvement de N.

4.2.2 Exprimer et calculer lÔabscisse du point M1.

4.2.3 En prenant le dbut du mouvement uniforme comme

nouvelle origine des dates, donner lԍquation horaire du mouvement de N. On note que le point M se dplace dans le sens trigonomtrique.

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SUJET 6

Exercice 1:

1.1 Quelle est la formule gnrale CxHyN dÔune amine aromatique ne comportant quÔun cycle?

Exprimer x et y en fonction du nombre n dÔatomes de carbone qui ne font pas partie du cycle.

1.2 La microanalyse dÔune telle amine fournit, pour lÔazote, un pourcentage en masse de 13,08 %.

Dterminer n et crire les formules semi-dveloppes des diffrents isomŽres et donner leur nom.

1.3 LÔun de ces isomŽres est une amine secondaire. Quels produits obtient-on lorsquÔon le traite par

du chlorure dԍthanoyle ? Ecrire lԍquation-bilan de la raction. Quelle quantit minimale dÔamine

faut-il utiliser pour quÔelle ragisse totalement sur 0,1 mol de chlorure dԍthanoyle ?

Exercice 2:

2.1 On considŽre lÔanhydride symtrique satur R-CO-O-CO-R

2.1.1 Ecrire lԍquation de la raction dÔhydrolyse de cet anhydride.

2.1.2 Partant dÔune masse de 1,3 g de cet anhydride, on obtient ‡ la fin de lÔhydrolyse un

compos X intgralement recueilli dans un certain volume dÔeau distille. La solution obtenue

est dose par une solution molaire dÔhydroxyde de sodium. Il a fallu verser un volume de 20 mL

de soude pour atteindre lԍquivalence. Sachant que le compos X ragit mole ‡ mole avec

lÔhydroxyde de sodium, trouver la formule brute de lÔanhydride. Donner la formule semi-

dveloppe et le nom de lÔanhydride.

2.1.3 Ecrire lԍquation-bilan entre X et le propane-1,2,3-triol.

2.1.4 Le compos X ragit avec un excŽs de SOCl2 pour donner un corps organique Y. Ecrire

lԍquation-bilan de la raction entre Y et la N-mthylpropan-2-amine. Donner la fonction et le

nom du corps organique Z obtenu lors de cette derniŽre raction.

2.2 Ecrire lԍquation-bilan entre lÔanhydride propano"que et le 3-mthylbutan-2-ol.

Exercice 3:

Dans un repŽre ),,,(kjiOrrr, les coordonnes dÔun point mobile M sont donnes par:

On donne L = 2 m et

srad/2 pw=.

3.1 Dterminer lԍquation de la trajectoire dans le repŽre

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