pourquoi et comment mesurer des quantités de matière - Physagreg

DS N°6


Exercice n°1 : Moto suiveuse : 3pts

Un coureur cycliste est suivi par une moto qui reste à une distance
constante de lui. Un cameraman, placé sur la moto, le filme.
1) Le cadre de la bicyclette est-il en mouvement par rapport au
cameraman ? 0.5pt
2) La route est-elle en mouvement par rapport au référentiel de la
bicyclette ? 0.5pt
3) Le vélo se déplace en ligne droite et sa vitesse est constante. Comment
appelle t-on ce mouvement ? 1pt
4) Le vélo roule à 20 km/h. un spectateur court à 10 km/h derrière le
vélo. Quelle est la vitesse du vélo dans le référentiel du spectateur ?
1pt


Exercice n°2 : Parachutistes : 5pts

Deux parachutistes A et B sont « en chute libre ». Ils tombent
verticalement vers le bas et atteigne une vitesse limite constante dans un
référentiel terrestre (le sol par exemple) de valeur V=160 km.h-1.
1) Lorsque leur vitesse est constante, comment peut-on nommer leur
mouvement ? 0.5pt
2) Expliquer brièvement pourquoi, à la sortie de l'avion, la vitesse des
parachutistes augmente puis par la suite, leur vitesse devient
constante. Parler en terme de forces. 1pt
3) Convertir la vitesse en m.s-1. 0.5pt
4) Calculer la hauteur de chute pour une durée de 12.0 s. 1pt
5) Le parachutiste A ouvre son parachute. Il atteint alors une nouvelle
vitesse limite V'= 40 km.h-1, dans le référentiel terrestre lié au sol.
Quelle est sa vitesse par rapport au parachutiste B ? 1pt
6) Quel est alors le sens du mouvement du parachutiste A par rapport à B ?
0.5pt
7) Quand on veut filmer un saut en parachute, un cameraman doit sauter
avec le parachutiste et le suivre le temps de son saut. Le parachutiste
ouvre généralement son parachute avant le caméraman.
Expliquer pourquoi au visionnage du film, le parachutiste semble
remonter quand il ouvre son parachute. 0.5pt


Exercice n°3 : Analyse d'une chronophotographie : 5pts









On a réalisé une chronophotographie d'une voiture télécommandée avec un
appareil de prises de vues fixe par rapport au sol.
L'intervalle de temps, constant, entre deux positions successives est de
4.0*10-2 s. La longueur réelle de l'antenne est de 4.5 cm.

1) Rappelez le principe d'une chronophotographie. 1pt
2) Dans quel référentiel observe t-on le mouvement ? 0.5pt
3) Comment nomme t-on le mouvement de l'extrémité M de l'antenne entre les
positions 1 et 4 et entre les positions 4 et 8. 1pt
4) On veut calculer la vitesse moyenne réelle du point M entre les
positions 1 et 8 :
a. Donner l'échelle de la photographie (cette échelle relie une distance
de 1 cm sur la photo avec une distance en cm en réalité). 1pt
b. Calculer la vitesse moyenne réelle demandée en mètre par seconde.
1.5pts

Exercice n°4 : Isaac et sa pomme : 3pts

On sait qu' Isaac Newton a eu l'idée de la gravitation par la chute d'une
pomme sur sa tête. Vous aller devoir représenter des forces sur les 3
schémas ci-dessous.
1) Donnez les 4 caractéristiques générales d'une force. 1pt
2) La pomme a un poids de 2N (la force d'attraction de la Terre sur la
pomme vaut 2N).
a. Représentez correctement cette force, en la nommant, sur le schéma n°1
(vous devez choisir une échelle appropriée). 1pt
b. Sur le schéma n°2, représentez la ou les force(s) qui s'exercent sur la
pomme en les nommant judicieusement. 0.5pt
c. Sur le schéma n°3, représentez la force qui permet à Isaac de marcher
(sans considération de valeur). 0.5pt






















Exercice n°5 : mobile autoporteur à coussin d'air : 4pts

Un mobile autoporteur est posé sur une table à coussin d'air, le coussin
d'air est mis en marche.
1) Quel est l'intérêt du coussin d'air sous le mobile ? 0.5pt
2) Le mobile ne possède pas de mouvement. Quelles sont les forces qui
s'exercent sur lui et que peut-on en dire ? 0.5pt
3) On provoque le mouvement du mobile : une fois lâché, celui-ci décrit
un mouvement rectiligne uniforme.
Quelles sont les forces qui s'exercent sur lui et que peut-on en
dire ? 0.5pt
4) Justifier vos réponses en énonçant un principe de la physique. 1pt
5) Le mobile ayant le même mouvement que dans la question 3), on arrête
brusquement le coussin d'air :
a. Que fait le mobile ? 0.5pt
b. Comment appelle t-on cette phase de mouvement ? 1pt

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Schéma n°3

Schéma n°2

Schéma n°1