Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé

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1.Facile
2 kgv = 2,5 m/sk = 400 N/m

Un bloc de 2 kg glisse à 2,5 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 = 2 kgv = 2,5 m/sk = 400 N/m
x = cm
2.Facile
150 kgh = 20 mt = 30 s

Un treuil soulève une charge de 150 kg à vitesse constante d’une hauteur de 20 m en 30 s. Trouvez la puissance moyenne P qu’il fournit à la charge, en W.

m = 150 kgh = 20 mt = 30 sg = 9,81 m/s²
P = W
3.Moyen
100 km/h

Une voiture roulant à 100 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 0,5. Trouvez la distance de freinage d.

v = 100 km/hμ = 0,5g = 9,81 m/s²
d = m
4.Moyen
40°d = 13 mμ = 0,15

Un bloc de 5 kg glisse de 13 m sur une pente inclinée de 40° 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 = 40°μ = 0,15d = 13 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
5.Difficile
h = 4 mL = 2,5 mμ = 0,1k = 1500 N/m

Un bloc de 1 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 4 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 2,5 m (μ = 0,1) puis heurte un ressort (k = 1500 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la compression maximale x du ressort.

m = 1 kgh = 4 mL = 2,5 mμ = 0,1k = 1500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Difficile
h = 9 mR = 3 mv = ?

Un chariot de 5 kg est lâché sans vitesse initiale à une hauteur de 9 m sur une piste lisse qui mène à une boucle circulaire verticale de rayon 3 m. Trouvez la vitesse v du chariot au sommet de la boucle.

m = 5 kgh = 9 mR = 3 mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Corrigé

  1. 1. x = 17,68 cm
  2. 2. P = 981 W
  3. 3. d = 78,65 m
  4. 4. Wf = 73,27 J
  5. 5. x = 22,15 cm
  6. 6. v = 7,672 m/s

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