Exercices corrigés : Les forces et les lois de Newton

Résumé du document

Série d'exercices corrigés portant sur les lois de Newton. Ils ont plusieurs objectifs comme par exemple savoir appliquer les lois de Newton, comprendre les frottements et retrouver le vecteur correspondant et apprendre à construire et à rechercher par le calcul une résultante.

Extraits

[...] Dans le triangle rectangle construit sur ces deux vecteurs : est l'hypoténuse et est le coté adjacent à l'angle α; Il suffit de se rappeler que cos α = = = d'où avec la calculatrice on tire α = - si tu as choisi avec la verticale c'est l'angle β que fait avec . Dans le triangle rectangle construit sur ces deux vecteurs : est l'hypoténuse et est le coté adjacent à l'angle β ; Il suffit de se rappeler que cos β = = = d'où avec la calculatrice on tire β On aurait pu de la même façon calculer Sin α = d'où α = Tu peux le chercher aussi avec sin β et même avec tanα ou tanβ L'élastique ne peut pas avoir la même longueur qu'au repos car soumis à cad à il va s'allonger . [...]

[...] Le skieur aura atteint sa vitesse maximum que l'on appelle vitesse limite ( ceci sera étudié en terminale S mais personnellement je l'exige en 1er calcul de la vitesse limite VL Comme cela a été fait dans un exercice précédent on peut modéliser par 2 composantes et Tu dois remarquer alors que : = - ( le skieur ne s'enfonce pas dans la neige donc = + + = ( + + = + Or quand la vitesse limite est atteinte le mouvement est uniforme rectiligne donc + = ( ça c'est une relation entre vecteurs) PT = Ra ( ça c'est une relation entre normes de vecteurs) Tu dois faire attention à cela Il faut donc calculer PT Considère les 2 triangles rectangles OHI et ABC. Les angles HOI et BAC sont égaux car ils ont le même angle complémentaire ACB qui est égal à HIO. Donc l'angle BAC vaut α = Cette démarche sur 2 lignes intervient de très nombreuses fois. J'aimerai que tu la mémorises) On peut maintenant calculer la valeur de PT. Dans le triangle BAC , sin α = = D'ou PT = P. sin α Donc devient Ra = P. [...]

[...] Rappelle toi ce que je t'ai dit lors de la leçon sur les interactions chaque fois que l'on compare 2 grandeurs il faut dire combien de fois la plus grande est plus grande que la plus petite donc il faut toujours faire un quotient = On voit donc que la poussée d'Archimède de l'air sur la goutte d'eau est environ 750 fois plus petite que le poids de la goutte d'eau donc dans le cadre d'une modélisation qui se voudrait simplificatrice on peut négliger la poussé d'Archimède devant le poids de la goutte ( pour t'en convaincre demande toi s'il serait possible en respectant une échelle de dessiner les deux vecteurs représentatifs) Cette dernière idée est très importante en physique chaque fois qu'on essaie de modéliser . Vous les élèves vous avez tous tendance à vouloir tout garder dans les calculs La force de frottement La force de frottement est proportionnelle à la vitesse f = k.v de même direction et de sens contraire. Calcul de la valeur de cette force f lorsque la vitesse de la goutte vaut 10m.s-1 F = k.v = 1,7 10- = 1,7 10-6 N Comparaison de cette force au poids. [...]

[...] Mais c'est simple : trace puis ( comme on l'a fait de nombreuses fois ; tu vois ça sert de connaître des méthodes) et puis et ce vecteur a forcément la direction de et . Il est donc parallèle à la piste et vers le bas car le mouvement est accéléré Et bien si tu as choisi n'importe comment alors la somme + risque de ne pas être parallèle à la piste de ski .Donc tu suis le croquis ci-dessous dont les étapes sont rendues visibles par la numérotation tu dessines , tu dessines la direction de orthogonale au plan incliné Tu vas essayer de trouver ( étapes 3 et On trace les pointillés pour compléter le parallélogramme On voit alors apparaître la réaction R Vérifie que la construction montre que + = Phase . [...]

[...] C'est très important III-2 PROBLEME 1-a L'observateur étant au sol ( sous entendu immobile) il constitue donc un référentiel terrestre et si l'observation ne dure pas trop longtemps on peut considérer qu'il est un référentiel galiléen cad que les lois de Newton peuvent y être utilisées pour résoudre le problème du transporteur à bande Tu peux faire le DOI si tu n'es pas sûr de toi . Et tu vas voir que le bloc de pierre participe à 2 interactions : avec la Terre et avec le transporteur Donc le bloc subit 2 forces : exercée par la terre Exercée par le transporteur Pour représenter les 2 forces n'en connaissant qu'une il faut pouvoir trouver les caractéristiques de l'autre cad celles de . Ce sont les lois de Newton qui vont le permettre. [...]