1.Facile
Une balle de 2,5 kg est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 24 m. Négligez la résistance de l’air. Trouvez son énergie cinétique Ek juste avant qu’elle touche le sol.
m = 2,5 kgh = 24 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé
2.Facile
Un treuil soulève une charge de 400 kg à vitesse constante d’une hauteur de 25 m en 15 s. Trouvez la puissance moyenne P qu’il fournit à la charge, en kW.
m = 400 kgh = 25 mt = 15 sg = 9,81 m/s²
P = kW
3.Moyen
Un bloc de 0,5 kg glisse de 9 m sur une pente inclinée de 20° par rapport à l’horizontale, avec un coefficient de frottement dynamique de 0,25. Trouvez le travail Wf effectué contre le frottement.
m = 0,5 kgθ = 20°μ = 0,25d = 9 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
4.Moyen
Un lanceur jouet comporte un ressort vertical de raideur 1500 N/m. On y place une balle de 0,15 kg, on comprime le ressort de 10 cm, puis on le relâche. En négligeant la résistance de l’air et la masse du ressort, trouvez la hauteur h à laquelle monte la balle, mesurée depuis sa position ressort comprimé.
m = 0,15 kgk = 1500 N/mx = 10 cmg = 9,81 m/s²
h = m
5.Difficile
Un bloc de 5 kg part du repos au bas d’une pente de 25° et est tiré vers le haut de la pente par une force constante de 55 N parallèle à la pente. Le coefficient de frottement cinétique vaut 0,1. Trouvez la vitesse v du bloc après qu’il a parcouru 4 m vers le haut de la pente.
m = 5 kgF = 55 Nθ = 25°μ = 0,1d = 4 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Difficile
Un chariot de 5 kg est lâché sans vitesse initiale à une hauteur de 8 m sur une piste lisse qui mène à une boucle circulaire verticale de rayon 2,5 m. Trouvez la réaction normale N exercée par la piste sur le chariot au sommet de la boucle.
m = 5 kgh = 8 mR = 2,5 mg = 9,81 m/s²
N = N
Corrigé
- 1. Ek = 588,6 J
- 2. P = 6,54 kW
- 3. Wf = 10,37 J
- 4. h = 5,097 m
- 5. v = 6,908 m/s
- 6. N = 68,67 N
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