Travail et Énergie cinétique Solutions à certains exercices Ismail A

Exercice 1 Une personne pousse une caisse de 10kg sur 3m vers le haut d’un plan incliné de 30̊ avec une force de 80N parallèle au plan. La force de frottement a un module de 22N. Trouvez le travail effectué: Par la personne? Par la force de gravité? Par le frottement?

Exercice 2 Soit un bloc de 1.8kg en mouvement à vitesse constante sur une surface pour laquelle = 0.25. Il est tiré par une force dirigée à 45̊ vers le bas par rapport à l’horizontale et son déplacement est de 2m. Trouvez le travail effectué sur le bloc par: La force ? La force de frottement? La force de gravité?

Il faut commencer par trouver les forces F et f (2e loi de Newton en x et y)

Exercice 3 Soit , dont la composante horizontale varie en fonction de x comme à la (figure ci-dessous). Trouvez le travail qu’elle effectue: De x = -4 à x = +4m? De x = 0 à x = -2m?

Le travail est positif lorsque le déplacement est de même sens (++ ou --) que la force. Le travail est négatif dans le cas contraire (+- ou -+). Le travail négatif en « 1 » annule le travail positif en « 2 ». Le travail positif en « 3 » est égal à l’aire du trapèze. Le travail est négatif puisque la force est positive et le déplacement négatif (sens contraires).

Exercice 4 Trouvez l’énergie cinétique de la Terre associée à son mouvement orbitale. Exprimez votre réponse en mégatonnes (une tonne d’énergie est libérée par une tonne métrique de TNT et est égale à )

Terre Soleil

Exercice 5 Quelle est la quantité de travail nécessaire pour pousser une automobile de 1100Kg avec une force constante et la faire passer du repos à 2.5m/s sur une distance de 30m si la force de résistance est de 200N?

200 N F v = 2,5 m/s v0 = 0 Δx = 30 m

Exercice 6 À la figure ci-dessous, un bloc de 2kg sur un plan incliné est attaché à un ressort dont la constante de rappel k = 20N/m. Le coefficient de frottement cinétique est égal à 1/6. Le bloc part du repos, le ressort ayant un allongement nul. Le bloc ayant glissé de 40cm, trouvez: Le travail du ressort ? Le travail du frottement? Le travail de gravité? Le module de la vitesse du bloc? Quel est l’allongement maximal du ressort? 53o

53o 53o f Fres N mg x s Le ressort fait un travail négatif car la force qu’il exerce sur le bloc est de sens contraire au déplacement. c) La gravité fait un travail positif car le déplacement est vers le bas. Le théorème de l’énergie cinétique permet de calculer la vitesse finale, sachant que la vitesse initiale est nulle. L’allongement du ressort est maximal lorsque le bloc s’arrête (v = 0, K = 0) momentanément avant de remonter. h x