1.Facile
Un treuil soulève une charge de 100 kg à vitesse constante d’une hauteur de 24 m en 8 s. Trouvez la puissance moyenne P qu’il fournit à la charge, en kW.
m = 100 kgh = 24 mt = 8 sg = 9,81 m/s²
P = kW
Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé
2.Facile
Une balle de 2,5 kg est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 6 m. Négligez la résistance de l’air. Trouvez sa vitesse v juste avant qu’elle touche le sol.
m = 2,5 kgh = 6 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
3.Moyen
Un lanceur jouet comporte un ressort vertical de raideur 1500 N/m. On y place une balle de 0,1 kg, on comprime le ressort de 6 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 = 0,1 kgk = 1500 N/mx = 6 cmg = 9,81 m/s²
h = m
4.Moyen
Un bloc de 10 kg glisse de 12 m sur une pente inclinée de 20° par rapport à l’horizontale, avec un coefficient de frottement dynamique de 0,2. Trouvez le travail Wf effectué contre le frottement.
m = 10 kgθ = 20°μ = 0,2d = 12 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
5.Difficile
Un chariot de 2 kg est lâché sans vitesse initiale à une hauteur de 3,5 m sur une piste lisse qui mène à une boucle circulaire verticale de rayon 1 m. Trouvez la réaction normale N exercée par la piste sur le chariot au sommet de la boucle.
m = 2 kgh = 3,5 mR = 1 mg = 9,81 m/s²
N = N
6.Difficile
Un bloc de 0,5 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 2,5 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 4,5 m (μ = 0,2) puis heurte un ressort (k = 1500 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la compression maximale x du ressort.
m = 0,5 kgh = 2,5 mL = 4,5 mμ = 0,2k = 1500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
Corrigé
- 1. P = 2,943 kW
- 2. v = 10,85 m/s
- 3. h = 2,752 m
- 4. Wf = 221,2 J
- 5. N = 39,24 N
- 6. x = 10,23 cm
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