Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé

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1.Facile
250 kgh = 21 mt = 5 s

Un treuil soulève une charge de 250 kg à vitesse constante d’une hauteur de 21 m en 5 s. Trouvez la puissance moyenne P qu’il fournit à la charge, en kW.

m = 250 kgh = 21 mt = 5 sg = 9,81 m/s²
P = kW
2.Facile
2 kgv = 2,5 m/sk = 100 N/m

Un bloc de 2 kg glisse à 2,5 m/s sur une surface horizontale lisse et heurte un ressort de raideur 100 N/m. Trouvez la compression maximale x du ressort, en cm.

m = 2 kgv = 2,5 m/sk = 100 N/m
x = cm
3.Moyen
25°d = 2 mμ = 0,3

Un bloc de 1 kg glisse de 2 m sur une pente inclinée de 25° par rapport à l’horizontale, avec un coefficient de frottement dynamique de 0,3. Trouvez le travail Wf effectué contre le frottement.

m = 1 kgθ = 25°μ = 0,3d = 2 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
4.Moyen
30°d = 8 mμ = 0,35

Un bloc glisse sans vitesse initiale sur une pente inclinée de 30° par rapport à l’horizontale. Le coefficient de frottement dynamique vaut 0,35. Trouvez sa vitesse v après avoir glissé de 8 m le long de la pente.

θ = 30°μ = 0,35d = 8 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Difficile
F = 110 N35°μ = 0,158 kg

Un bloc de 8 kg part du repos au bas d’une pente de 35° et est tiré vers le haut de la pente par une force constante de 110 N parallèle à la pente. Le coefficient de frottement cinétique vaut 0,15. Trouvez la vitesse v du bloc après qu’il a parcouru 6 m vers le haut de la pente.

m = 8 kgF = 110 Nθ = 35°μ = 0,15d = 6 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Difficile
h = 5 mL = 1,5 mμ = 0,15k = 2500 N/m

Un bloc de 4 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 5 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 1,5 m (μ = 0,15) puis heurte un ressort (k = 2500 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la compression maximale x du ressort.

m = 4 kgh = 5 mL = 1,5 mμ = 0,15k = 2500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Corrigé

  1. 1. P = 10,3 kW
  2. 2. x = 35,36 cm
  3. 3. Wf = 5,335 J
  4. 4. v = 5,559 m/s
  5. 5. v = 9,111 m/s
  6. 6. x = 38,72 cm

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