Fiche d’exercices de Mouvement circulaire avec corrigé

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1.Facile
r = 140 m8 m/sF = ?

Une voiture de 1600 kg prend un virage plat de 140 m de rayon à la vitesse constante de 8 m/s. Trouvez la force dirigée vers le centre (centripète) Fc nécessaire.

m = 1600 kgv = 8 m/sr = 140 m
Fc = N
2.Facile
r = 0,85 mv200 rpm

Un petit objet est posé à 85 cm de l’axe d’un disque qui tourne régulièrement à 200 tours par minute. Trouvez son accélération centripète ac.

n = 200 rpmr = 0,85 m
ac = m/s²
3.Moyen
r = 20 m7 m/s

Une voiture de 1200 kg passe sur le sommet d’une bosse de la route à 7 m/s. Le sommet de la bosse est un arc de cercle de rayon 20 m. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la réaction normale N de la route sur la voiture au sommet.

m = 1200 kgv = 7 m/sr = 20 mg = 9,81 m/s²
N = N
4.Moyen
r = 80 mvmax​ = ?

Une voiture prend un virage plat de 80 m de rayon. Le coefficient de frottement statique entre les pneus et la route vaut 0,4. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse maximale vmax à laquelle la voiture peut prendre le virage sans déraper.

r = 80 mμs = 0,4g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
5.Difficile
R = 0,5 mh = ?

Un petit chariot est lâché sans vitesse initiale sur une piste sans frottement et entre dans une boucle verticale de rayon 0,5 m. De quelle hauteur minimale hmin au-dessus du bas de la boucle doit-il partir pour rester sur la piste au sommet de la boucle ?

R = 0,5 mv₀ = 0
hmin = m
6.Difficile
r = 1,1 mv = 4 m/s

Une balle de 0,9 kg attachée à un fil de 1,1 m tourne dans un cercle vertical. Au point le plus bas, elle se déplace à 4 m/s. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la tension T du fil au point le plus bas.

m = 0,9 kgr = 1,1 mv = 4 m/sg = 9,81 m/s²
T = N

Corrigé

  1. 1. Fc = 731,4 N
  2. 2. ac = 372,9 m/s²
  3. 3. N = 8832 N
  4. 4. vmax = 17,72 m/s
  5. 5. hmin = 1,25 m
  6. 6. T = 21,92 N

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