Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé

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1.Facile
m = 4 kggh = 31 m

Une balle de 4 kg est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 31 m. Négligez la résistance de l’air. Trouvez son énergie cinétique Ek juste avant qu’elle touche le sol.

m = 4 kgh = 31 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
2.Facile
50 kgh = 17 mt = 15 s

Un treuil soulève une charge de 50 kg à vitesse constante d’une hauteur de 17 m en 15 s. Trouvez la puissance moyenne P qu’il fournit à la charge, en W.

m = 50 kgh = 17 mt = 15 sg = 9,81 m/s²
P = W
3.Moyen
30°d = 12 mμ = 0,2

Un bloc glisse sans vitesse initiale sur une pente inclinée de 30° par rapport à l’horizontale. Le coefficient de frottement dynamique vaut 0,2. Trouvez sa vitesse v après avoir glissé de 12 m le long de la pente.

θ = 30°μ = 0,2d = 12 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
25°d = 20 mμ = 0,15

Un bloc de 5 kg glisse de 20 m sur une pente inclinée de 25° par rapport à l’horizontale, avec un coefficient de frottement dynamique de 0,15. Trouvez le travail Wf effectué contre le frottement.

m = 5 kgθ = 25°μ = 0,15d = 20 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
5.Difficile
h = 3 mL = 3 mμ = 0,3k = 2500 N/m

Un bloc de 10 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 3 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 3 m (μ = 0,3) puis heurte un ressort (k = 2500 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la vitesse v du bloc quand il atteint le ressort.

m = 10 kgh = 3 mL = 3 mμ = 0,3k = 2500 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Difficile
h = 12 mR = 3 mN = ?

Un chariot de 5 kg est lâché sans vitesse initiale à une hauteur de 12 m sur une piste lisse qui mène à une boucle circulaire verticale de rayon 3 m. Trouvez la réaction normale N exercée par la piste sur le chariot au sommet de la boucle.

m = 5 kgh = 12 mR = 3 mg = 9,81 m/s²
N = N

Corrigé

  1. 1. Ek = 1216 J
  2. 2. P = 555,9 W
  3. 3. v = 8,772 m/s
  4. 4. Wf = 133,4 J
  5. 5. v = 6,419 m/s
  6. 6. N = 147,2 N

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