Fiche d’exercices de Mouvement circulaire avec corrigé

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1.Facile
r = 40 m21 m/sac​ = ?

Une voiture de 900 kg prend un virage plat de 40 m de rayon à la vitesse constante de 21 m/s. Trouvez son accélération centripète ac.

m = 900 kgv = 21 m/sr = 40 m
ac = m/s²
2.Facile
r = 90 m18 m/sF = ?

Une voiture de 1200 kg prend un virage plat de 90 m de rayon à la vitesse constante de 18 m/s. Trouvez la force dirigée vers le centre (centripète) Fc nécessaire.

m = 1200 kgv = 18 m/sr = 90 m
Fc = N
3.Moyen
θ = ?vers le centre60 km/h

Un ingénieur routier veut que les voitures prennent un virage de rayon 80 m à 60 km/h sans compter sur le frottement. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez l’angle de relèvement θ.

r = 80 mv = 60 km/hg = 9,81 m/s²
θ = °
4.Moyen
r = 55 mvmax​ = ?

Une voiture passe sur le sommet d’une bosse de la route, qui est un arc de cercle de rayon 55 m. Prenez g = 9,81 m/s². Au-delà de quelle vitesse vmax les roues quittent-elles la route au sommet ?

r = 55 mg = 9,81 m/s²
vmax = m/s
5.Difficile
r = 1,2 mv = 3 m/s

Une balle de 0,8 kg attachée à un fil de 1,2 m tourne dans un cercle vertical. Au point le plus bas, elle se déplace à 3 m/s. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la tension T du fil au point le plus bas.

m = 0,8 kgr = 1,2 mv = 3 m/sg = 9,81 m/s²
T = N
6.Difficile
r = 1,3 m11,5 m/svtop​ = ?

Une bille de 0,6 kg au bout d’un fil léger de 1,3 m tourne dans un cercle vertical. Au point le plus bas, sa vitesse vaut 11,5 m/s. Négligez la résistance de l’air et prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la tension Ttop du fil au point le plus haut.

m = 0,6 kgr = 1,3 mvbottom = 11,5 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N

Corrigé

  1. 1. ac = 11,03 m/s²
  2. 2. Fc = 4320 N
  3. 3. θ = 19,49 °
  4. 4. vmax = 23,23 m/s
  5. 5. T = 13,85 N
  6. 6. Ttop = 31,61 N

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