Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé

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1.Facile
250 kgh = 17 mt = 8 s

Un treuil soulève une charge de 250 kg à vitesse constante d’une hauteur de 17 m en 8 s. Trouvez la puissance moyenne P qu’il fournit à la charge, en kW.

m = 250 kgh = 17 mt = 8 sg = 9,81 m/s²
P = kW
2.Facile
200 kgh = 30 mt = 8 s

Un treuil soulève une charge de 200 kg à vitesse constante d’une hauteur de 30 m en 8 s. Trouvez la puissance moyenne P qu’il fournit à la charge, en kW.

m = 200 kgh = 30 mt = 8 sg = 9,81 m/s²
P = kW
3.Moyen
30°d = 19 mμ = 0,25

Un bloc de 2 kg glisse de 19 m sur une pente inclinée de 30° par rapport à l’horizontale, avec un coefficient de frottement dynamique de 0,25. Trouvez le travail Wf effectué contre le frottement.

m = 2 kgθ = 30°μ = 0,25d = 19 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
4.Moyen
40°d = 2 mμ = 0,1

Un bloc de 1 kg glisse de 2 m sur une pente inclinée de 40° par rapport à l’horizontale, avec un coefficient de frottement dynamique de 0,1. Trouvez le travail Wf effectué contre le frottement.

m = 1 kgθ = 40°μ = 0,1d = 2 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
5.Difficile
k = 1000 N/m35°μ = 0,150,5 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 0,5 kg, puis relâché. Le coefficient de frottement cinétique entre le bloc et la pente vaut 0,15. 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 = 0,5 kgk = 1000 N/mx = 12 cmθ = 35°μ = 0,15g = 9,81 m/s²
d = m
6.Difficile
h = 5 mL = 5 mμ = 0,15k = 2500 N/m

Un bloc de 1 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 5 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 5 m (μ = 0,15) puis heurte un ressort (k = 2500 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la compression maximale x du ressort.

m = 1 kgh = 5 mL = 5 mμ = 0,15k = 2500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Corrigé

  1. 1. P = 5,212 kW
  2. 2. P = 7,357 kW
  3. 3. Wf = 80,71 J
  4. 4. Wf = 1,503 J
  5. 5. d = 2,108 m
  6. 6. x = 18,26 cm

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