Pour ceux qui n'ont pas reçu le mail, voilà la correction des exercices de physique :
N°4 p 64
1-Fm : force exercée par le moteur sur le remorqueur
Fa : force exercée par la mer sur le remorqueur (poussée d’Archimède)
T : force exercée par le cargo sur le remorqueur
P : force exercée par la Terre sur le remorqueur (poids)
2-Si le remorqueur est animé d’un mouvement rectiligne uniforme, alors, d’après le 1er principe d’inertie, les forces qui s’exercent sur le remorqueur se compensent et (Fm) ⃗+ (Fa) ⃗+ T ⃗+ P ⃗= 0 ⃗
N°6 p.64
1-Système : {naufragé}
Forces : force exercée par la Terre sur le naufragé (poids) P ⃗
force exercée par l’hélicoptère sur le naufragé (tension du filin) T ⃗
2-Poids : origine G, vertical descendant
Tension : origine contact netre naufragé et filin, vertical vers le haut
Les deux vecteurs forces doivent avoir meme longueur car d’après le 1er principe d’inertie (le naufragé est hélitreuillé à vitesse constante sur une trajectoire verticale rectiligne) les forces se compensent
3-Oui cf question 2-
4- T ⃗+ P ⃗= 0 ⃗ soit T= P =mg = 80.9,8 = 7,8.102N
N°15 p.66
1-Système : {Queen Mary}
Forces : force exercée par la Terre sur le Queen Mary (poids) P ⃗
force exercée par la mer sur le Queen Mary (poussée d’Archimède) (Fa) ⃗
2-Poussée d’Archimède : Fa = ρVg d’après les les lettres de l’énoncé
3-Le bateau flotte. Il est immobile (à l’équilibre). On a donc : (Fa) ⃗+ P ⃗= 0 ⃗
soit : Fa = P
ρVg = mg
ρV =m
V= m/ρ = 〖6,8.10〗^7/〖1,03.10〗^3 = 6,6104m3
N°16 p 66
1-Système : {bille}
Forces : force exercée par la Terre sur la bille (poids) P ⃗ force à distance répartie en volume
force exercée par l’huile sur la bille (poussée d’Archimède) (Fa) ⃗ force de contact surfacique
force exercée par l’huile sur la bille (frottements) F ⃗ force de contact surfacique
2- P : origine G, vertical descendant
Fa : origine G, vertical montant
F : origine G, vertical montant
3-a-Expérience a) : mouvement rectiligne accéléré puis uniforme
Expérience b) : mouvement rectiligne uniforme
3-b-Attention à l’échelle : éprouvette en vrai 50cm, sur le dessin : 6,5cm
La vitesse limite est la vitesse atteinte lorsque le mouvement devient uniforme
Pour a) v= 68cm/s pour b) v= 44cm/s
4-Lorsque le mouvement est rectiligne uniforme, d’après le 1er principe d’inertie, la somme des forces se compensent. Ainsi : (Fa) ⃗+ F ⃗+ P ⃗= 0 ⃗ soit P = Fa + F
mg = ρhuileV bille g + αv
ρbilleV billeg = ρhuileV bille g + αv
La vitesse est donc telle que v = (ρbilleV billeg- ρhuileV bille g )/α
4-b-La bille la plus dense est celle pour laquelle ρbille est la plus grande. En remplaçant dans l’expression de la vitesse ci-dessus, la vitesse augmente donc expérience a)
N°20p67
1-Le container est immobile donc d’après le 1er principe d’inertie on a : T ⃗+ P ⃗= 0 ⃗
Avec P le poids et T la force de tension exercée par le câble sur le container
On a alors : T=P = mg = 5,2.103.10= 5,2.104N
2-Puisqu’il y a un mouvement ascendant, cela signifie que le 1er principe n’est pas vérifié. La tension du câble est supérieure au poids
3-Si le mouvement est rectiligne uniforme alors T=P=mg = 5,2.104N
4-Le mouvement est toujours rectiligne uniforme, on a donc T ⃗+ P ⃗+f ⃗= 0 ⃗ avec f la force de frottement de l’air qui est opposé au sens du mouvement. Cette force de frottement implique que le câble ne soit plus vertical, ni même la tension T
Sens du mouvement
T
f
P
N°21 p67
1-Mouvement rectiligne uniforme
2-Force exercée par la Terre sur la skieuse (poids) P ⃗
Force exercée par la mer sur la skieuse (réaction) R ⃗
Force exercée par la corde sur la skieuse (traction) T ⃗
La poussée d’Archimède est négligeable puisqu’elle dépend du volume immergée de la skieuse dans la mer. Ce volume est très faible (la moitié de la hauteur de ses skis !)
3-P : origine G, vertical descendant
T : origine les mains de la skieuse, horizontale vers la droite
R : origine contact entre mer et skieuse. Sens et longueur telle que la somme vectorielle des forces soit nulle. R sera donc verticale mais aussi décalée vers la gauche
4-BONUS : Mouvement rectiligne uniforme donc : T ⃗+ P ⃗+R ⃗= 0 ⃗
R ⃗ a une composante horizontale (vers la gauche) qui est la force de frottement f ⃗ et une composante verticale qui est la réaction normale R ⃗n
Si le mouvement est uniforme et horizontal cela signifie que :
Les forces horizontales se compensent donc f=T
Les forces verticales se compensent donc Rn=P
Ainsi P=Rn = mg = 60.10 = 6,0.102N et f= T = 100N
Aussi R ⃗=(Rn) ⃗ + f ⃗ donc R = √(〖Rn〗^2+ f^2 ) = 608N
N°4 p 64
1-Fm : force exercée par le moteur sur le remorqueur
Fa : force exercée par la mer sur le remorqueur (poussée d’Archimède)
T : force exercée par le cargo sur le remorqueur
P : force exercée par la Terre sur le remorqueur (poids)
2-Si le remorqueur est animé d’un mouvement rectiligne uniforme, alors, d’après le 1er principe d’inertie, les forces qui s’exercent sur le remorqueur se compensent et (Fm) ⃗+ (Fa) ⃗+ T ⃗+ P ⃗= 0 ⃗
N°6 p.64
1-Système : {naufragé}
Forces : force exercée par la Terre sur le naufragé (poids) P ⃗
force exercée par l’hélicoptère sur le naufragé (tension du filin) T ⃗
2-Poids : origine G, vertical descendant
Tension : origine contact netre naufragé et filin, vertical vers le haut
Les deux vecteurs forces doivent avoir meme longueur car d’après le 1er principe d’inertie (le naufragé est hélitreuillé à vitesse constante sur une trajectoire verticale rectiligne) les forces se compensent
3-Oui cf question 2-
4- T ⃗+ P ⃗= 0 ⃗ soit T= P =mg = 80.9,8 = 7,8.102N
N°15 p.66
1-Système : {Queen Mary}
Forces : force exercée par la Terre sur le Queen Mary (poids) P ⃗
force exercée par la mer sur le Queen Mary (poussée d’Archimède) (Fa) ⃗
2-Poussée d’Archimède : Fa = ρVg d’après les les lettres de l’énoncé
3-Le bateau flotte. Il est immobile (à l’équilibre). On a donc : (Fa) ⃗+ P ⃗= 0 ⃗
soit : Fa = P
ρVg = mg
ρV =m
V= m/ρ = 〖6,8.10〗^7/〖1,03.10〗^3 = 6,6104m3
N°16 p 66
1-Système : {bille}
Forces : force exercée par la Terre sur la bille (poids) P ⃗ force à distance répartie en volume
force exercée par l’huile sur la bille (poussée d’Archimède) (Fa) ⃗ force de contact surfacique
force exercée par l’huile sur la bille (frottements) F ⃗ force de contact surfacique
2- P : origine G, vertical descendant
Fa : origine G, vertical montant
F : origine G, vertical montant
3-a-Expérience a) : mouvement rectiligne accéléré puis uniforme
Expérience b) : mouvement rectiligne uniforme
3-b-Attention à l’échelle : éprouvette en vrai 50cm, sur le dessin : 6,5cm
La vitesse limite est la vitesse atteinte lorsque le mouvement devient uniforme
Pour a) v= 68cm/s pour b) v= 44cm/s
4-Lorsque le mouvement est rectiligne uniforme, d’après le 1er principe d’inertie, la somme des forces se compensent. Ainsi : (Fa) ⃗+ F ⃗+ P ⃗= 0 ⃗ soit P = Fa + F
mg = ρhuileV bille g + αv
ρbilleV billeg = ρhuileV bille g + αv
La vitesse est donc telle que v = (ρbilleV billeg- ρhuileV bille g )/α
4-b-La bille la plus dense est celle pour laquelle ρbille est la plus grande. En remplaçant dans l’expression de la vitesse ci-dessus, la vitesse augmente donc expérience a)
N°20p67
1-Le container est immobile donc d’après le 1er principe d’inertie on a : T ⃗+ P ⃗= 0 ⃗
Avec P le poids et T la force de tension exercée par le câble sur le container
On a alors : T=P = mg = 5,2.103.10= 5,2.104N
2-Puisqu’il y a un mouvement ascendant, cela signifie que le 1er principe n’est pas vérifié. La tension du câble est supérieure au poids
3-Si le mouvement est rectiligne uniforme alors T=P=mg = 5,2.104N
4-Le mouvement est toujours rectiligne uniforme, on a donc T ⃗+ P ⃗+f ⃗= 0 ⃗ avec f la force de frottement de l’air qui est opposé au sens du mouvement. Cette force de frottement implique que le câble ne soit plus vertical, ni même la tension T
Sens du mouvement
T
f
P
N°21 p67
1-Mouvement rectiligne uniforme
2-Force exercée par la Terre sur la skieuse (poids) P ⃗
Force exercée par la mer sur la skieuse (réaction) R ⃗
Force exercée par la corde sur la skieuse (traction) T ⃗
La poussée d’Archimède est négligeable puisqu’elle dépend du volume immergée de la skieuse dans la mer. Ce volume est très faible (la moitié de la hauteur de ses skis !)
3-P : origine G, vertical descendant
T : origine les mains de la skieuse, horizontale vers la droite
R : origine contact entre mer et skieuse. Sens et longueur telle que la somme vectorielle des forces soit nulle. R sera donc verticale mais aussi décalée vers la gauche
4-BONUS : Mouvement rectiligne uniforme donc : T ⃗+ P ⃗+R ⃗= 0 ⃗
R ⃗ a une composante horizontale (vers la gauche) qui est la force de frottement f ⃗ et une composante verticale qui est la réaction normale R ⃗n
Si le mouvement est uniforme et horizontal cela signifie que :
Les forces horizontales se compensent donc f=T
Les forces verticales se compensent donc Rn=P
Ainsi P=Rn = mg = 60.10 = 6,0.102N et f= T = 100N
Aussi R ⃗=(Rn) ⃗ + f ⃗ donc R = √(〖Rn〗^2+ f^2 ) = 608N
