Fiche d’exercices de Mouvement circulaire avec corrigé

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1.Facile
r = 90 m29 m/sF = ?

Une voiture de 1400 kg prend un virage plat de 90 m de rayon à la vitesse constante de 29 m/s. Trouvez la force dirigée vers le centre (centripète) Fc nécessaire.

m = 1400 kgv = 29 m/sr = 90 m
Fc = N
2.Facile
r = 1,4 mvmax​ = ?

Une pierre de 1,1 kg tourne en cercle horizontal de rayon 1,4 m sur une table lisse et horizontale, retenue par un fil qui casse à une tension de 200 N. Trouvez la vitesse maximale vmax que peut avoir la pierre.

m = 1,1 kgr = 1,4 mTmax = 200 N
vmax = m/s
3.Moyen
r = 110 mvmax​ = ?

Une voiture prend un virage plat de 110 m de rayon. Le coefficient de frottement statique entre les pneus et la route vaut 0,3. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse maximale vmax à laquelle la voiture peut prendre le virage sans déraper.

r = 110 mμs = 0,3g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
4.Moyen
r = 3,7 mn = ?

Dans un rotor de fête foraine, les passagers se tiennent contre la paroi d’un cylindre vertical de rayon 3,7 m. Quand il tourne assez vite, le plancher s’abaisse et le frottement les retient. Le coefficient de frottement statique vaut 0,4. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la fréquence de rotation minimale n en tours par minute.

r = 3,7 mμs = 0,4g = 9,81 m/s²
n = rpm
5.Difficile
r = 1 mv = 8 m/s

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

m = 1,9 kgr = 1 mv = 8 m/sg = 9,81 m/s²
T = N
6.Difficile
r = 0,9 mv = 8 m/s

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

m = 1 kgr = 0,9 mv = 8 m/sg = 9,81 m/s²
T = N

Corrigé

  1. 1. Fc = 13082 N
  2. 2. vmax = 15,95 m/s
  3. 3. vmax = 17,99 m/s
  4. 4. n = 24,59 rpm
  5. 5. T = 140,2 N
  6. 6. T = 80,92 N

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