Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé

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1.Facile
150 kgh = 19 mt = 12 s

Un treuil soulève une charge de 150 kg à vitesse constante d’une hauteur de 19 m en 12 s. Trouvez la puissance moyenne P qu’il fournit à la charge, en kW.

m = 150 kgh = 19 mt = 12 sg = 9,81 m/s²
P = kW
2.Facile
F = 90 N50°d = 12 m

Une caisse est tirée sur 12 m sur un sol horizontal par une corde qui fait 50° avec l’horizontale. La tension de la corde vaut 90 N. Trouvez le travail W effectué par la corde sur la caisse.

F = 90 Nd = 12 mθ = 50°
W = J
3.Moyen
45°d = 14 mμ = 0,15

Un bloc glisse sans vitesse initiale sur une pente inclinée de 45° par rapport à l’horizontale. Le coefficient de frottement dynamique vaut 0,15. Trouvez sa vitesse v après avoir glissé de 14 m le long de la pente.

θ = 45°μ = 0,15d = 14 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
25°d = 20 mμ = 0,35

Un bloc glisse sans vitesse initiale sur une pente inclinée de 25° par rapport à l’horizontale. Le coefficient de frottement dynamique vaut 0,35. Trouvez sa vitesse v après avoir glissé de 20 m le long de la pente.

θ = 25°μ = 0,35d = 20 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Difficile
h = 4 mL = 4,5 mμ = 0,15k = 2000 N/m

Un bloc de 0,5 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 4 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 4,5 m (μ = 0,15) puis heurte un ressort (k = 2000 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la vitesse v du bloc quand il atteint le ressort.

m = 0,5 kgh = 4 mL = 4,5 mμ = 0,15k = 2000 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Difficile
h = 5 mL = 3,5 mμ = 0,1k = 1000 N/m

Un bloc de 10 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 5 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 3,5 m (μ = 0,1) puis heurte un ressort (k = 1000 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la vitesse v du bloc quand il atteint le ressort.

m = 10 kgh = 5 mL = 3,5 mμ = 0,1k = 1000 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Corrigé

  1. 1. P = 2,33 kW
  2. 2. W = 694,2 J
  3. 3. v = 12,85 m/s
  4. 4. v = 6,431 m/s
  5. 5. v = 8,077 m/s
  6. 6. v = 9,552 m/s

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