Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé

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1.Facile
4 kgv = 3,5 m/sk = 2000 N/m

Un bloc de 4 kg glisse à 3,5 m/s sur une surface horizontale lisse et heurte un ressort de raideur 2000 N/m. Trouvez la compression maximale x du ressort, en cm.

m = 4 kgv = 3,5 m/sk = 2000 N/m
x = cm
2.Facile
m = 1 kggh = 36 m

Une balle de 1 kg est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 36 m. Négligez la résistance de l’air. Trouvez sa vitesse v juste avant qu’elle touche le sol.

m = 1 kgh = 36 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
3.Moyen
40°d = 19 mμ = 0,2

Un bloc de 4 kg glisse de 19 m sur une pente inclinée de 40° par rapport à l’horizontale, avec un coefficient de frottement dynamique de 0,2. Trouvez le travail Wf effectué contre le frottement.

m = 4 kgθ = 40°μ = 0,2d = 19 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
4.Moyen
0,5 kgk = 1000 N/mh = ?

Un lanceur jouet comporte un ressort vertical de raideur 1000 N/m. On y place une balle de 0,5 kg, on comprime le ressort de 5 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 = 0,5 kgk = 1000 N/mx = 5 cmg = 9,81 m/s²
h = m
5.Difficile
h = 4 mL = 3,5 mμ = 0,25k = 2500 N/m

Un bloc de 2,5 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 4 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 3,5 m (μ = 0,25) puis heurte un ressort (k = 2500 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la compression maximale x du ressort.

m = 2,5 kgh = 4 mL = 3,5 mμ = 0,25k = 2500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Difficile
5 kg2 kgμ = 0,3d = 1 m

Un bloc de 5 kg repose sur une table horizontale rugueuse (μ = 0,3). Un fil léger part de ce bloc, passe sur une poulie lisse au bord de la table et rejoint un bloc suspendu de 2 kg. Le système est lâché sans vitesse initiale. Trouvez la vitesse v des blocs après que le bloc suspendu est descendu de 1 m.

m1 = 5 kgm2 = 2 kgμ = 0,3d = 1 mg = 9,81 m/s²
v = m/s

Corrigé

  1. 1. x = 15,65 cm
  2. 2. v = 26,58 m/s
  3. 3. Wf = 114,2 J
  4. 4. h = 0,2548 m
  5. 5. x = 24,76 cm
  6. 6. v = 1,184 m/s

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