1.Facile
Un treuil soulève une charge de 100 kg à vitesse constante d’une hauteur de 13 m en 45 s. Trouvez la puissance moyenne P qu’il fournit à la charge, en W.
m = 100 kgh = 13 mt = 45 sg = 9,81 m/s²
P = W
Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé
2.Facile
Une balle de 5 kg est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 10 m. Négligez la résistance de l’air. Trouvez sa vitesse v juste avant qu’elle touche le sol.
m = 5 kgh = 10 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
3.Moyen
Un bloc de 0,5 kg glisse de 20 m sur une pente inclinée de 30° par rapport à l’horizontale, avec un coefficient de frottement dynamique de 0,15. Trouvez le travail Wf effectué contre le frottement.
m = 0,5 kgθ = 30°μ = 0,15d = 20 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
4.Moyen
Une voiture de 2000 kg monte une pente de 6° à vitesse constante de 54 km/h. La résistance de l’air et la résistance au roulement totalisent 250 N. Trouvez la puissance P que les roues doivent fournir, en kW.
m = 2000 kgθ = 6°Fr = 250 Nv = 54 km/hg = 9,81 m/s²
P = kW
5.Difficile
Un bloc de 4 kg repose sur une table horizontale rugueuse (μ = 0,4). Un fil léger part de ce bloc, passe sur une poulie lisse au bord de la table et rejoint un bloc suspendu de 5 kg. Le système est lâché sans vitesse initiale. Trouvez la vitesse v des blocs après que le bloc suspendu est descendu de 3 m.
m1 = 4 kgm2 = 5 kgμ = 0,4d = 3 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
6.Difficile
Un bloc de 4 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 2 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 4,5 m (μ = 0,1) puis heurte un ressort (k = 2000 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la compression maximale x du ressort.
m = 4 kgh = 2 mL = 4,5 mμ = 0,1k = 2000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
Corrigé
- 1. P = 283,4 W
- 2. v = 14,01 m/s
- 3. Wf = 12,74 J
- 4. P = 34,51 kW
- 5. v = 4,716 m/s
- 6. x = 24,66 cm
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