Corrigé - Free

Exercices partie 3

Exercice 1 : chute d'une bille


Corrigé

|corrigé |
|1. On étudie dans le référentiel terrestre une bille qui tombe dans |
|l'air (fig. a) . |
|Comment évolue la vitesse de la bille au cours du temps ? Justifier à |
|l'aide de la chronophotographie. |
|La vitesse augmente car la distance parcourue par la bille dans un |
|intervalle de temps donné augmente. |
|En utilisant le modèle des lois de la mécanique, que peut-on dire des |
|forces qui s'exercent sur la bille ? On énoncera la loi utilisée. |
|Si un système n'est ni immobile ni en mouvement rectiligne uniforme, |
|alors les forces qui s'exercent sur le système ne se compensent pas. Les|
|forces exercées sur le système bille ne se compensent pas car la vitesse|
|varie. |
|Faire la liste des forces qui s'exercent sur la bille et les représenter|
|sur un schéma. |
|Force exercée par la Terre ; |
|Force exercée par l'air. |
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|2. La même bille tombe dans une longue éprouvette contenant de la |
|glycérine (fig. b). On étudie son mouvement toujours dans le référentiel|
|terrestre. |
|On peut distinguer deux phases dans le mouvement de la bille. Comment |
|évolue la vitesse de la bille pour chacune de ces deux phases ? |
|Justifier à l'aide de la chronophotographie. |
|Au cours de la première phase, la vitesse de la bille augmente car |
|celle-ci parcourt une distance de plus en plus grande dans des |
|intervalles de temps égaux (intervalle entre deux photographies). |
|Dans la deuxième phase, la vitesse de la bille est constante car la |
|distance parcourue reste la même pour chaque intervalle de temps. |
|A partir de maintenant on étudie la 2e phase du mouvement. |
|En utilisant le modèle des lois de la mécanique, que peut-on dire des |
|forces qui s'exercent sur la bille ? On énoncera la loi utilisée. |
|Si un système est en mouvement rectiligne uniforme, alors les forces qui|
|s'exercent sur le système se compensent : les forces exercées sur la |
|bille se compensent donc. |
|Faire la liste des forces qui s'exercent sur la bille et les représenter|
|sur un schéma. |
|Force exercée par la Terre ; |
|Force exercée par la glycérine. |
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Exercice 2 : parachutiste


Corrigé

Toutes les réponses sont à justifier. On étudie la chute d'un parachutiste
dans le référentiel terrestre.
[pic]
Avant l'ouverture du parachute.
Un parachutiste tombe sans ouvrir son parachute. Son mouvement par rapport
à la Terre est vertical (rectiligne et non uniforme).
|Corrigé |
|Quelles sont les forces s'exerçant sur le système {parachutiste + |
|parachute} ? |
|Force exercée par la Terre (poids) ; |
|Force exercée par l'air. |
|2. Ces forces se compensent-elles ? |
|Les forces ne se compensent pas car le mouvement du système étudié est |
|non uniforme. |
|3. Représenter ces forces sur un schéma. |
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Après l'ouverture du parachute

|Corrigé |
|Quelles sont les forces s'exerçant sur le système {parachutiste + |
|parachute) ? |
|Force exercée par la Terre (poids); |
|Force exercée par l'air. |
|Au bout d'un certain temps, le mouvement du système est rectiligne |
|uniforme. Comment pouvez-vous interpréter ce mouvement à l'aide des lois|
|de la mécanique ? En déduire une représentation des forces avec |
|l'échelle que vous avez utilisée dans la question 3. |
|Si le mouvement est uniforme (et rectiligne), les forces exercées se |
|compensent. |
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|Remarque : C'est que l'action de l'air a diminué (par rapport au début |
|de l'ouverture du parachute) : ceci est possible car la vitesse a |
|diminué, l'action de l'air est donc moins importante. Le poids du |
|système reste constant. |
|Modèle et vie de tous les jours |
|Indiquer en quoi les 2 schémas de forces représentés dans cet exercice |
|sont cohérentes avec la fonction d'un parachute. |
|La fonction d'un parachute, lorsqu'il est ouvert, est bien d'augmenter |
|l'action de l'air pour freiner le parachutiste. Les deux schéma |
|illustrent ceci : le poids restant constant, dans le 1er cas l'action de|
|l'air ne compense pas le poids et le parachutiste accélère, dans le 2nd |
|cas, l'action de l'air compense le poids ce qui lui permet de garder une|
|vitesse constante (après avoir ralenti). |
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Exercice 3 : voiture en panne


Corrigé

Pour faire démarrer sa voiture en panne, un conducteur se met derrière elle
et la pousse sur une route horizontale. On néglige l'action de l'air. Dans
un premier temps, malgré ses efforts, la voiture reste à l'arrêt. On étudie
son mouvement éventuel dans le référentiel terrestre.


|corrigé |
|Faire le diagramme voiture-interaction. |
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|Donner la liste des forces qui s'exercent sur la voiture (chaque force |
|sera écrite en toute lettre, puis sous la forme [pic]. |
|Force de la Terre sur la voiture [pic] |
|Force de la route sur la voiture [pic] |
|Force du conducteur sur la voiture [pic] |
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|Compléter la colonne n°1 du tableau ci-dessous en représentant : |
|d'abord la force exercée par le conducteur sur la voiture ; |
|ensuite la force exercée par la voiture sur le conducteur (on justifiera|
|ce schéma). |
|Cette force est, de même direction que la précédente, de sens opposé et |
|de même longueur (principe des interactions) |
| |1 |2 |
| |La voiture est à |On pousse plus fort, la|
| |l'arrêt |voiture démarre |
|schéma de la force | | |
|exercée par le | | |
|conducteur sur la | | |
|voiture. | | |
|schéma (à la même | | |
|échelle que le | | |
|précédent) de la force | | |
|exercée par la voiture | |