Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé

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1.Facile
2 kgv = 5 m/sk = 800 N/m

Un bloc de 2 kg glisse à 5 m/s sur une surface horizontale lisse et heurte un ressort de raideur 800 N/m. Trouvez la compression maximale x du ressort, en cm.

m = 2 kgv = 5 m/sk = 800 N/m
x = cm
2.Facile
m = 10 kggh = 10 m

Une balle de 10 kg est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 10 m. Négligez la résistance de l’air. Trouvez son énergie cinétique Ek juste avant qu’elle touche le sol.

m = 10 kgh = 10 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
3.Moyen
54 km/h2°1000 kg

Une voiture de 1000 kg monte une pente de 2° à vitesse constante de 54 km/h. La résistance de l’air et la résistance au roulement totalisent 500 N. Trouvez la puissance P que les roues doivent fournir, en kW.

m = 1000 kgθ = 2°Fr = 500 Nv = 54 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
4.Moyen
70 km/h

Une voiture roulant à 70 km/h sur une route horizontale freine brusquement et dérape jusqu’à l’arrêt, roues bloquées. Le coefficient de frottement cinétique entre les pneus et la route vaut 0,6. Trouvez la distance de freinage d.

v = 70 km/hμ = 0,6g = 9,81 m/s²
d = m
5.Difficile
8 kg4 kgμ = 0,15d = 2,5 m

Un bloc de 8 kg repose sur une table horizontale rugueuse (μ = 0,15). Un fil léger part de ce bloc, passe sur une poulie lisse au bord de la table et rejoint un bloc suspendu de 4 kg. Le système est lâché sans vitesse initiale. Trouvez la vitesse v des blocs après que le bloc suspendu est descendu de 2,5 m.

m1 = 8 kgm2 = 4 kgμ = 0,15d = 2,5 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Difficile
h = 3 mL = 1,5 mμ = 0,15k = 2000 N/m

Un bloc de 2 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 3 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 = 2000 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la vitesse v du bloc quand il atteint le ressort.

m = 2 kgh = 3 mL = 1,5 mμ = 0,15k = 2000 N/mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Corrigé

  1. 1. x = 25 cm
  2. 2. Ek = 981 J
  3. 3. P = 12,64 kW
  4. 4. d = 32,12 m
  5. 5. v = 3,383 m/s
  6. 6. v = 7,379 m/s

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