Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé

Fiche d’exercices de Travail et énergie gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
90°L = 0,5 m

Une petite bille est suspendue à un fil léger de longueur 0,5 m. On l’écarte jusqu’à ce que le fil fasse 90° avec la verticale, puis on la lâche sans vitesse initiale. En négligeant la résistance de l’air, trouvez sa vitesse v au point le plus bas.

L = 0,5 mθ = 90°g = 9,81 m/s²
v = m/s
2.Facile
m = 4 kggh = 2 m

Une balle de 4 kg est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 2 m. Négligez la résistance de l’air. Trouvez son énergie cinétique Ek juste avant qu’elle touche le sol.

m = 4 kgh = 2 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
3.Moyen
90 km/h5°1500 kg

Une voiture de 1500 kg monte une pente de 5° à vitesse constante de 90 km/h. La résistance de l’air et la résistance au roulement totalisent 600 N. Trouvez la puissance P que les roues doivent fournir, en kW.

m = 1500 kgθ = 5°Fr = 600 Nv = 90 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
4.Moyen
20°d = 6 mμ = 0,2

Un bloc de 2,5 kg glisse de 6 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 = 2,5 kgθ = 20°μ = 0,2d = 6 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
5.Difficile
k = 5000 N/m15°μ = 0,15 kg

Un ressort de raideur 5000 N/m placé au bas d’une pente de 15° est comprimé de 12 cm contre un bloc de 5 kg, puis relâché. Le coefficient de frottement cinétique entre le bloc et la pente vaut 0,1. 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 = 5 kgk = 5000 N/mx = 12 cmθ = 15°μ = 0,1g = 9,81 m/s²
d = m
6.Difficile
h = 5 mL = 1 mμ = 0,15k = 1500 N/m

Un bloc de 5 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 5 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 1 m (μ = 0,15) puis heurte un ressort (k = 1500 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la compression maximale x du ressort.

m = 5 kgh = 5 mL = 1 mμ = 0,15k = 1500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Corrigé

  1. 1. v = 3,132 m/s
  2. 2. Ek = 78,48 J
  3. 3. P = 47,06 kW
  4. 4. Wf = 27,66 J
  5. 5. d = 2,065 m
  6. 6. x = 56,32 cm

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