Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

28/09/2006 55331027.doc DEVOIR SURVEILLE N°6, classe de 1°S ( 20 points ; 1h20m

28/09/2006 55331027.doc DEVOIR SURVEILLE N°6, classe de 1°S ( 20 points ; 1h20min ) N.B. - Deux points seront réservés à la qualité de la présentation et de la rédaction. - Dans la mesure du possible toute réponse devra être justifiée. Exercice 1 ( 6 points ) UTILISER LES TROIS LOIS DE NEWTON Sous l’action de son poids, un solide est animé d’un mouvement de translation rectiligne vers le bas selon une ligne de plus grande pente d’un plan incliné d’un angle α par rapport à l’horizontale. Le solide, est soumis à des actions mécaniques exercées par le plan incliné que l’on modélise par une force R  appelée réaction du plan. On néglige les forces de frottement dues à l’air. α 1. Le centre d’inertie du solide étant animé d’un mouvement rectiligne et uniforme : a. déterminer les caractéristiques de la force R  ; b. déterminer la valeur de la force de frottement exercée par le plan sur le solide ; c. déterminer les caractéristiques de la résultante F  des forces exercées par le solide sur le plan. 2. On lubrifie la surface de contact entre le solide et le plan. Le mouvement du centre d’inertie du solide est maintenant accéléré vers le bas. Quels sont la direction et le sens de la résultante des forces appliquées au solide. Données : poids du solide : P = 5 N , α = 15° Exercice 2 ( 7 points ) PENDULE ET THEOREME DE L’ENERGIE CINETIQUE Un pendule simple est constitué d’une bille supposée ponctuelle de masse m = 20 g suspendue à l’extrémité d’un fil inextensible de longueur L = 80 cm. On écarte le pendule d’un angle α = 40° de sa position d’équilibre. La bille se trouve alors en un point A ( voir figure ). On abandonne la bille sans vitesse initiale ( vA = 0 ). On souhaite déterminer la vitesse vB de la bille lorsqu’elle passe pour la première fois par sa position d’équilibre B ( voir figure ). 1. Faire le bilan des forces qui s’exercent sur la bille lors de son trajet de A en B. Les représenter ( sans souci d’échelle ) sur un schéma soigné. 2. Montrer que le travail du poids sur le trajet AB est tel que : ) c o s 1 ( ) ( α − = m g L P WA B  . On pourra remarquer que HB = OB – OH ( voir figure ) 3. Déterminer la vitesse vB de la bille lorsqu’elle passe en B. 4. La durée du trajet AB est de 0,45 s. Déterminer la puissance moyenne du poids de la bille sur ce trajet. Donnée : intensité de la pesanteur g = 9,8 N.kg-1. Page 1 sur 2 28/09/2006 55331027.doc FIGURE A B VA =0 VB = ? O ( point fixe ) L H α Exercice 3 ( 5 points ) Vincent a filmé la chute libre d’une boule de pétanque de masse m = 0,55 kg. Le film numérisé a ensuite été analysé par un logiciel qui a permis de relever les coordonnées x et y de la boule toutes les 40 ms. Ces coordonnées sont ensuite traitées à l’aide d’un tableur ( voir feuille correspondante en annexe 1 ). 1. Rappeler la définition d’une chute libre. 2. Les coordonnées ( x, y ) de la boule sont relevées dans le repère orthonormé ) , , ( j i O   défini comme indiqué sur la figure ci-dessous. O i j position initiale de la boule : O y h : hauteur de chute position de la balle à un instant t quelconque Sol Quelle relation très simple relie l’ordonnée y de la boule à sa hauteur de chute h ? 3. Quelle formule utilisant les deux premières colonne de la feuille du tableur ( voir annexe 1)Vincent a-t- il utilisé pour pouvoir évaluer la vitesse v de la boule aux différents instants considérés ? . Utiliser cette formule pour compléter la ligne 6 du tableau se trouvant en annexe 1 ( à rendre avec la copie ). 4. Le tableur permet de tracer les courbes v= f(h) et v2 = f(h) se trouvant en annexe 2. v est-il proportionnel à h ( justifier) ? v2 est-il proportionnel à h ( justifier ) ? 5. Déduire d’un des deux graphiques figurant en annexe 2 une relation simple liant v et h. Page 2 sur 2 28/09/2006 55331027.doc 6. L’étude théorique montre que v2 = 2gh. La relation obtenue expérimentalement est-elle en accord avec cette étude ( g = 9,8 N.kg-1 ) ? Page 3 sur 2 uploads/Ingenierie_Lourd/ mgl-p-w-devoir-surveille-n06-classe-de-10s.pdf