Exercices sur les forces Exercices sur les forces (correction)

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Exercices sur les forces Exercices sur les forces (correction)

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• Publié par: olyjubuv
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• Langue: Français

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Exercices sur les forces

Exercices sur les forces

Exercice I

Un traîneau, animé d'un mouvement de translation rectiligne sur un plan horizontal, est tracté par un

attelage de deux chiens reliés, chacun, par une corde attachée en un point O situé en haut et à l'avant du

traîneau. Les deux chiens exercent chacun une force située dans un plan horizontal. Le chien 1 exerçant

la force F

1

est relié au traîneau par la corde 1 faisant un angle α

1

= 20

°

avec l'axe du traîneau d'un côté de

celui-ci, le chien 2 exerçant la force F

2

par la corde 2 faisant un angle α

2

= 30

°

avec l'axe du traîneau de

l'autre côté de celui-ci. Les frottements sont considérés comme négligeables.

a) Comparez les trajectoires des points du traîneau en mouvement de translation rectiligne ?

b) Organisez l'étude des forces appliquées au traîneau.

c) Le mouvement du centre d'inertie est-il uniforme ?

d) La résultante des forces F

1

et F

2

exercées par l'attelage est F. Elle a une direction selon l'axe du

traîneau et vaut 300 N.

1 - Faites un schéma vu du dessus, sans échelle, des forces F

1

et F

2

en respectant approximativement les

valeurs des angles α

1

et α

2

.

2 - Exprimez la relation vectorielle entre F

1

, F

2

et F.

3 - Par construction graphique, retrouvez les valeurs de F

1

et F

2

. Echelle : 1 cm

↔

50 N

4 - Donnez les projections des coordonnées F

1x

, F

1y

, F

2x

et F

2y

sur des axes perpendiculaires placés dans

le même plan horizontal que F

1

et F

2

, un axe Ox orienté comme le mouvement et confondu avec l'axe du

traîneau et un axe Oy (orientation au choix).

5 - Donnez les valeurs de coordonnées de F selon les axes x et y.

6 - Exprimez les coordonnées F

x

et F

y

de F en fonction des

coordonnées

de F

1

et F

2

.

7 - Exprimez les coordonnées F

x

et F

y

de F en fonction de F

1

et F

2

.

8 - Exprimez F

1

en fonction de F

2

.

9 - A partir de la valeur de F, déduisez les valeurs de F

1

et F

2

.

Exercice II

Un pèse-personne n'est pas une balance mais un dynamomètre. Donnée : g = 10 N.kg

-1

1) Quel est le rôle d'un dynamomètre ?

2) Pourquoi le fait de le graduer en kg ne pose-t-il aucun problème ?

3) Le pèse-personne indique la valeur 75 kg. Quelle serait la valeur affichée si le pèse-personne était

gradué en Newton ?

4) La valeur de la masse affichée serait-elle identique sur Jupiter ?

Exercice III

La poussée d'Archimède est la résultante des forces pressantes exercées par un fluide sur un corps

immergé. Vous disposez d'un bloc de pierre de volume V = 12 dm

3

et de masse volumique

ρ

= 3,5.10

3

kg.m

-3

. Le bloc est entièrement immergé dans l'eau de masse volumique

ρ

e

= 1,0.10

3

kg.m

-3

.

Donnée :

g = 9,8 N.kg

-1

1) Calculez la valeur du poids P de la pierre.

2) Calculez la valeur de la poussée d'Archimède P

a

exercée sur la pierre par l'eau.

3) Choisissez une échelle de représentation des vecteurs P et P

a

. Représentez-les sur un schéma.

4) Est-il juste de dire que "la pierre est plus légère dans l'eau" ?

Exercices sur les forces

Exercices sur les forces

(correction)

Exercice I

a) Dans un mouvement de translation rectiligne, tous les points du solide, centre d'inertie compris, ont des

trajectoires rectilignes parallèles identiques. Si je prends un segment du solide, il se déplace parallèlement

à lui-même au cours du mouvement.

b) Référentiel galiléen terrestre

{traîneau}, le traîneau est soumis à son poids P, à la réaction normale

du plan R

N

, aux deux forces F

1

et F

2

exercées par les chiens.