Accélération
Exercice 1
La valeur de la vitesse d’une voiture se déplaçant en ligne droite passe de $\pu{10 m.s-1}$ à $\pu{40 m.s-1}$ en $\pu{5 s}$. Calculer la valeur moyenne de l’accélération.
Exercice 2
La valeur de la vitesse d’un cycliste se déplaçant en ligne droite passe de $\pu{15 m.s-1}$ à $\pu{3 m.s-1}$ en $\pu{6 s}$. Calculer la valeur moyenne de l’accélération.
Exercice 3
Une moto est capable de maintenir une accélération constante en ligne droite égale à $\pu{3 m.s-2}$. En supposant que sa vitesse initiale est nulle, déterminer la valeur de la vitesse de la moto après : a) $\pu{6 s}$, b) $\pu{4 s}$, c) $\pu{13,5 s}$, d) $t$.
Exercice 4
Un coureur se déplaçant à la vitesse de $\pu{3 m.s-1}$ maintient une accélération constante égale à $\pu{2 m.s-2}$ pendant $\pu{4 s}$. Déterminer la vitesse de ce coureur à l’issue de ces $\pu{4 s}$ d’accélération.
Exercice 5
Une voiture parcourt une distance égale à $\pu{200 m}$ alors que sa vitesse varie de $\pu{30 m.s-1}$ à $\pu{10 m.s-1}$. Déterminer la valeur de son accélération (supposée constante).
Exercice 6
Dans un laboratoire, la vitesse d’un objet a été mesurée à différentes dates et le tableau suivant a été dressé :
| Vitesse (m/s) | 0,84 | 1,58 | 2,32 | 3,06 | 3,80 | 4,54 | 5,28 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dates (s) | 0 | 1,5 | 3,0 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 9,0 |
- Tracer le graphique donnant l’évolution de la vitesse en fonction du temps.
- Déterminer la valeur de l’accélération de l’objet.
- À l’aide du graphique, déterminer la distance parcourue par l’objet entre les dates 0 et $\pu{5,25 s}$.
Exercice 7 (Difficile)
Un corps quitte un point $A$ et se déplace selon une ligne droite avec une vitesse constante égale à $\pu{40 m.s-1}$. $\pu{10 s}$ plus tard, un second corps jusque-là au repos quitte le même point $A$ avec une accélération constante égale à $\pu{2 m.s-2}$ selon la même direction et le même sens que le premier corps. Déterminer la durée nécessaire pour que ce second corps rattrape le premier corps. Quelle distance les corps auront-ils alors parcourue ?
Deuxième loi de Newton
Exercice 8
Déterminer les caractéristiques du vecteur accélération de la masse de $\pu{20 kg}$ dans chacune des situations suivantes :
Exercice 9
Une force constante de $\pu{2000 N}$ communique une accélération de $\pu{4 m.s-2}$ à une pierre.
- Quelle est la valeur de la masse de cette pierre ?
- Si la pierre est initialement au repos et si la force agit pendant $\pu{20 s}$, déterminer :
- La vitesse de la pierre à l’issue de ces $\pu{20 s}$.
- La distance parcourue par la pierre pendant ces $\pu{20 s}$.
- La force disparaît brutalement. Quel est alors le mouvement de la pierre ?
- Déterminer les caractéristiques d’une nouvelle force qui serait alors capable d’arrêter la pierre en $\pu{0,1 s}$.
Exercice 10
Une voiture de masse $\pu{1200 kg}$ qui roule à la vitesse constante de $\pu{100 km.h-1}$ doit s’arrêter sur une distance de $\pu{100 m}$, de façon à éviter une collision. Si la force que la route exerce sur la voiture, lorsqu’elle freine, est égale à $\pu{2000 N}$, cette voiture évitera-t-elle la collision ? Quelle devrait être la valeur minimale de la force qui doit s’exercer sur la voiture pour qu’elle s’arrête sur la distance envisagée ?
Exercice 11
Une grue soulève un bloc de $\pu{20 kg}$ accrochée à un câble depuis le sol jusqu’au sommet d’un bâtiment.
- Quelle force doit exercer le câble sur le bloc afin qu’il s’élève avec une accélération constante égale à $\pu{1,5 m.s-2}$ ?
- Quelle force doit exercer le câble sur le bloc afin qu’il s’élève avec une vitesse constante ?