Fiche d’exercices de Mouvement circulaire avec corrigé

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1.Facile
r = 50 m25 m/sF = ?

Une voiture de 1600 kg prend un virage plat de 50 m de rayon à la vitesse constante de 25 m/s. Trouvez la force dirigée vers le centre (centripète) Fc nécessaire.

m = 1600 kgv = 25 m/sr = 50 m
Fc = N
2.Facile
r = 1,3 mvmax​ = ?

Une pierre de 0,8 kg tourne en cercle horizontal de rayon 1,3 m sur une table lisse et horizontale, retenue par un fil qui casse à une tension de 180 N. Trouvez la vitesse maximale vmax que peut avoir la pierre.

m = 0,8 kgr = 1,3 mTmax = 180 N
vmax = m/s
3.Moyen
r = 130 mvmax​ = ?

Une voiture prend un virage plat de 130 m de rayon. Le coefficient de frottement statique entre les pneus et la route vaut 0,5. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse maximale vmax à laquelle la voiture peut prendre le virage sans déraper.

r = 130 mμs = 0,5g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
4.Moyen
r = 25 mvmax​ = ?

Une voiture prend un virage plat de 25 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 = 25 mμs = 0,3g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
5.Difficile
R = 0,5 mh = 1,8 m

Un chariot de 2 kg est lâché sans vitesse initiale à une hauteur de 1,8 m sur une piste sans frottement et parcourt une boucle verticale de rayon 0,5 m. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la réaction normale Ntop de la piste sur le chariot au sommet de la boucle.

m = 2 kgh = 1,8 mR = 0,5 mg = 9,81 m/s²
Ntop = N
6.Difficile
r = 1,4 m9,5 m/svtop​ = ?

Une bille de 0,8 kg au bout d’un fil léger de 1,4 m tourne dans un cercle vertical. Au point le plus bas, sa vitesse vaut 9,5 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 = 0,8 kgr = 1,4 mvbottom = 9,5 m/sg = 9,81 m/s²
Ttop = N

Corrigé

  1. 1. Fc = 20000 N
  2. 2. vmax = 17,1 m/s
  3. 3. vmax = 25,25 m/s
  4. 4. vmax = 8,578 m/s
  5. 5. Ntop = 43,16 N
  6. 6. Ttop = 12,33 N

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