Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé

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1.Facile
m = 5 kggh = 34 m

Une balle de 5 kg est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 34 m. Négligez la résistance de l’air. Trouvez son énergie cinétique Ek juste avant qu’elle touche le sol.

m = 5 kgh = 34 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
2.Facile
5 kgv = 3 m/sk = 400 N/m

Un bloc de 5 kg glisse à 3 m/s sur une surface horizontale lisse et heurte un ressort de raideur 400 N/m. Trouvez la compression maximale x du ressort, en cm.

m = 5 kgv = 3 m/sk = 400 N/m
x = cm
3.Moyen
40°d = 10 mμ = 0,4

Un bloc glisse sans vitesse initiale sur une pente inclinée de 40° par rapport à l’horizontale. Le coefficient de frottement dynamique vaut 0,4. Trouvez sa vitesse v après avoir glissé de 10 m le long de la pente.

θ = 40°μ = 0,4d = 10 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
15°d = 15 mμ = 0,15

Un bloc de 2,5 kg glisse de 15 m sur une pente inclinée de 15° par rapport à l’horizontale, avec un coefficient de frottement dynamique de 0,15. Trouvez le travail Wf effectué contre le frottement.

m = 2,5 kgθ = 15°μ = 0,15d = 15 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
5.Difficile
k = 1000 N/m35°μ = 0,11 kg

Un ressort de raideur 1000 N/m placé au bas d’une pente de 35° est comprimé de 12 cm contre un bloc de 1 kg, puis relâché. Le coefficient de frottement cinétique entre le bloc et la pente vaut 0,1. Quelle distance d le bloc parcourt-il vers le haut de la pente depuis le point de lâcher avant de s’arrêter ? (Négligez la courte distance sur laquelle le ressort pousse, c’est-à-dire comptez le frottement et la pesanteur sur toute la distance d.)

m = 1 kgk = 1000 N/mx = 12 cmθ = 35°μ = 0,1g = 9,81 m/s²
d = m
6.Difficile
h = 3 mL = 3,5 mμ = 0,1k = 2500 N/m

Un bloc de 2,5 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 3 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 3,5 m (μ = 0,1) puis heurte un ressort (k = 2500 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la vitesse v du bloc quand il atteint le ressort.

m = 2,5 kgh = 3 mL = 3,5 mμ = 0,1k = 2500 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Corrigé

  1. 1. Ek = 1668 J
  2. 2. x = 33,54 cm
  3. 3. v = 8,124 m/s
  4. 4. Wf = 53,3 J
  5. 5. d = 1,12 m
  6. 6. v = 7,211 m/s

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