Fiche d’exercices de Travail et énergie avec corrigé

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1.Facile
m = 2 kggh = 12 m

Une balle de 2 kg est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 12 m. Négligez la résistance de l’air. Trouvez son énergie cinétique Ek juste avant qu’elle touche le sol.

m = 2 kgh = 12 mg = 9,81 m/s²
Ek = J
2.Facile
2,5 kgv = 5,5 m/sk = 500 N/m

Un bloc de 2,5 kg glisse à 5,5 m/s sur une surface horizontale lisse et heurte un ressort de raideur 500 N/m. Trouvez la compression maximale x du ressort, en cm.

m = 2,5 kgv = 5,5 m/sk = 500 N/m
x = cm
3.Moyen
20°d = 11 mμ = 0,2

Un bloc glisse sans vitesse initiale sur une pente inclinée de 20° par rapport à l’horizontale. Le coefficient de frottement dynamique vaut 0,2. Trouvez sa vitesse v après avoir glissé de 11 m le long de la pente.

θ = 20°μ = 0,2d = 11 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
4.Moyen
45°d = 2 mμ = 0,25

Un bloc glisse sans vitesse initiale sur une pente inclinée de 45° par rapport à l’horizontale. Le coefficient de frottement dynamique vaut 0,25. Trouvez sa vitesse v après avoir glissé de 2 m le long de la pente.

θ = 45°μ = 0,25d = 2 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Difficile
h = 1,5 mL = 1,5 mμ = 0,15k = 2500 N/m

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

m = 5 kgh = 1,5 mL = 1,5 mμ = 0,15k = 2500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
6.Difficile
h = 3,5 mL = 1 mμ = 0,1k = 5000 N/m

Un bloc de 4 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 3,5 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 1 m (μ = 0,1) puis heurte un ressort (k = 5000 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la compression maximale x du ressort.

m = 4 kgh = 3,5 mL = 1 mμ = 0,1k = 5000 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm

Corrigé

  1. 1. Ek = 235,4 J
  2. 2. x = 38,89 cm
  3. 3. v = 5,767 m/s
  4. 4. v = 4,562 m/s
  5. 5. x = 22,37 cm
  6. 6. x = 23,1 cm

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