Fiche d’exercices de Mouvement circulaire avec corrigé

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1.Facile
r = 110 m17 m/sac​ = ?

Une voiture de 1500 kg prend un virage plat de 110 m de rayon à la vitesse constante de 17 m/s. Trouvez son accélération centripète ac.

m = 1500 kgv = 17 m/sr = 110 m
ac = m/s²
2.Facile
r = 160 m20 m/sF = ?

Une voiture de 1200 kg prend un virage plat de 160 m de rayon à la vitesse constante de 20 m/s. Trouvez la force dirigée vers le centre (centripète) Fc nécessaire.

m = 1200 kgv = 20 m/sr = 160 m
Fc = N
3.Moyen
θ = ?vers le centre90 km/h

Un ingénieur routier veut que les voitures prennent un virage de rayon 90 m à 90 km/h sans compter sur le frottement. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez l’angle de relèvement θ.

r = 90 mv = 90 km/hg = 9,81 m/s²
θ = °
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 0,3. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse maximale vmax à laquelle la voiture peut prendre le virage sans déraper.

r = 80 mμs = 0,3g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
5.Difficile
R = 7 mh = ?

Un petit chariot est lâché sans vitesse initiale sur une piste sans frottement et entre dans une boucle verticale de rayon 7 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 = 7 mv₀ = 0
hmin = m
6.Difficile
r = 0,7 m10,5 m/svtop​ = ?

Une bille de 2 kg au bout d’un fil léger de 0,7 m tourne dans un cercle vertical. Au point le plus bas, sa vitesse vaut 10,5 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 = 2 kgr = 0,7 mvbottom = 10,5 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N

Corrigé

  1. 1. ac = 2,627 m/s²
  2. 2. Fc = 3000 N
  3. 3. θ = 35,29 °
  4. 4. vmax = 15,34 m/s
  5. 5. hmin = 17,5 m
  6. 6. Ttop = 216,9 N

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