Physique Premières C et D - Mécanique

Exercices de Mécanique 1èreD*

EXERCICES DE PHYSIQUE –MECANIQUE – CLASSE : PREMIERE D

Auteur : TOMBOVAVY RAZAFY Romulus professeur de Physique au Lycée COBARA Nosy BE

 

 

    CINEMATIQUE

Exercice I

Un corps de masse 4kg, au repos, est suspendu à un fil ; son centre d’inertie G est à 60cm du point de suspension. On soulève ce corps et on l’immobilise dans une position pour laquelle le fil tendu fait un angle de 30° avec la verticale. Quelle est la variation de l’énergie potentielle du corps , dans le champ de pesanteur, entre les deux positions ?

Exercice II

A un ressort à réponse linéaire, de masse négligeable, de raideur k=80N.m-1 est suspendu un corps S de masse m=0,8kg. On prendra g=10m.s-2.

1/ Calculer l’allongement ∆l0 du ressort.

2/ On abaisse alors S de 15cm et on le lâche. Si la position de S , lorsque le ressort n’est pas tendu, est prise comme position de référence pour l’énergie potentielle de pesanteur, quelle est l’énergie mécanique de l’ensemble ?

3/ En déduire la vitesse de S lorsqu’il passe par sa position initiale d’équilibre.

Exercice III

Soit un pendule simple de longueur L que l’on écarte d’un angle α de sa position d’équilibre. On l’abandonne sans vitesse initiale en A. Au passage en B à la verticale O, le fil de masse négligeable casse et le point matériel M tombe sur le sol en C. Quelle est la mesure de la vitesse de M à l’instant où il touche le sol ?

Applications  numériques : α=60° ; L=60cm ; m=200g ; HB= h = 1,4g ; g= 9,81m.s-2

Exercice IV

La roue arrière d’une bicyclette a un rayon R=34cm. Elle comporte 5 pignons dentés de 25, 21, 18, 16 dents. Le pédalier comporte un double plateau de  51 et  41 dents.

1/ Calculer, pour les différentes positions de la chaîne, la distance parcourue par le cycliste par tour de pédalier.

2/ Calculer la plus petite fréquence de rotation du pédalier pour faire 36km/h.

 

Exercice V

1/ A quelle vitesse angulaire constante doit-on faire tourner une fraise de 60mm de diamètre pour obtenir une vitesse de coupe de 35 mètres par minute ?

2/ Quelle est la fréquence de rotation ? La période ?

 

Exercice VI

1/ On considère  un point A du plateau d’un manège tournant  régulièrement à la vitesse angulaire de 8tours par minute. Ce point est situé à 2m de l’axe de rotation. Tracer à 3 dates différentes le vecteur vitesse de ce point.

2/ Quelle est la fréquence du mouvement ? Sa période ?

 

NOTION DE TRAVAIL ET D’ENERGIE CINETIQUE DANS LE CAS DE LA PESANTEUR

Exercice I

Du haut d’un pont, on laisse tomber un caillou. L’action de l’air est négligée.

1/ Sachant que g= 9,81m/s-2, calculer la durée de la chute.

2/ Calculer la vitesse de la pierre à son arrivée au contact de l’eau. La hauteur de la chute est de 24m.

Exercice II

A la date t=0, une bille d’un point A situé à une hauteur h du sol ; une seconde plus tard, est lâchée une deuxième bille d’un point B situé 10cm au-dessous de A. Calculer la hauteur h afin que les deux billes arrivent en même temps au sol.

On prendra g=10m/s2

Exercice III

A la date t=0, une bille de masse 200g tombe en chute libre. La durée de chute est de 4s. Calculer le travail du poids de la bille aux dates : t=1s ; t=2s ; t=3s ; t=4s.

On donne : g=10m.s-2

 

Exercice IV

Un satellite est animé par rapport à la terre de la vitesse

: vecteur unitaire ;

Il est abordé par une météorite, de masse m=10g, animée de la vitesse

Calculer l’énergie de cette météorite ;

1/ dans le repère terrestre ;

2/ dans un repère lié au satellite.

3/ Quel est le repère le mieux adapté à décrire les dégâts éventuels lors du choc ?

Exercice V

Un corps de masse m=20kg tombant en chute libre arrive sur le sol à la vitesse de 72km/h.

Calculer :

1/ la hauteur et la durée de la chute ;

2/ le travail du poids du corps au cours de cette chute.

On prendra : g=10m/s2

Exercice VI

Une pierre tombe en chute libre à partir de la margelle d’un puits. L’observateur, sur la margelle, entend le choc de la pierre sur l’eau 3 secondes plus tard. A quelle profondeur l’eau est-elle située ?

On donne g=9,8m/s; vitesse du son dans le vide est 340m/s

 


Last modified: Thursday, 17 December 2015, 6:32 AM
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