Lois de Newton --- Introduction ---

Ce module regroupe pour l'instant 19 exercices simples sur les lois de Newton :

Tension du fil d'un pendule simple

xrange -1.2,1.2 yrange -1.3,0.4 frect -0.1,0,0.1,0.05,black line 0,0,-sin(*pi/180),-cos(*pi/180),black fcircle -sin(*pi/180),-cos(*pi/180),16,red arc 0,0,.3,.3,270-,270,black text black,,-.3,medium, dline 0,0,0,-0.9,black circle 0,-1,16,red arrow 0,-1,0.3,-1,10,blue text blue,0.1,-1.1,medium,V ? text black,0.1,-0.5,medium,T ?
Un pendule, constitué d'une masse suspendue par un fil de longueur , est libéré à partir d'une position faisant un angle de ° avec la verticale. ( )
Prendre et donner les réponses avec 2 chiffres significatifs.

Le colis va-t-il glisser ou non ? *

xrange 0,150 yrange 0,100 dline 5,5,150,5,black rect 50,6,145,80, blue arrow 5,25,50,25,12,red text red, 10,20,large, F
Un carton plein de livres, de masse kg, repose sur le sol. On note respectivement = et = les coefficients de frottement statique et dynamique entre le carton et le sol. On applique sur le carton une force horizontale .

Déterminer le module de la force de frottement agissant sur le carton (arrondi au Newton près).

On suppose que dans les conditions de l'expérience, l'équilibre du cube ne peut être rompu que par glissement (le cube ne peut pas culbuter). ( )

On prendra .

Glissement avec frottement sur plan horizontal *

xrange 0,2 yrange 0,1 line 0.05,0.7,1.6,0.7,black rect 0.05,0.71,0.25,0.91, blue line 0.25,0.8,1.7,0.8, black circle 1.7,0.7,22, black line 1.8,0.7,1.8,0.4, black rect 1.7,0.4,1.9,0.2, red text blue, 0.1,0.9, large, A text red, 1.8,0.35, large, B
Un bloc B de masse est suspendu par un fil de masse négligeable qui passe sur une poulie (idéale) puis est relié à un bloc A de masse , reposant sur une table horizontale.

On note et les coefficients de frottement statique et dynamique du bloc A sur la table et on prend .

L'ensemble va se mettre à glisser si est à : .
On donnera la réponse arrondie au gramme.
Sachant que , déterminer, avec 2 chiffres significatifs,

Masses identiques reliées par un fil tendu - QCM 1

xrange 0,2 yrange 0,1 line 0.05,0.7,1.6,0.7,black rect 0.05,0.71,0.25,0.91, blue line 0.25,0.8,1.7,0.8, black circle 1.7,0.7,22, black line 1.8,0.7,1.8,0.4, black rect 1.7,0.4,1.9,0.2, red text blue, 0.1,0.9, large, A text red, 1.8,0.35, large, B

Un bloc B de masse est suspendu par un fil de masse négligeable qui passe sur une poulie (idéale) puis est relié à un bloc A de même masse , reposant sur une longue table horizontale.

On néglige tout frottement entre le bloc A et la table.

Tant que le bloc A n'arrive pas en contact avec la poulie, on peut en déduire que :


Glissade à vitesse constante - QCM *

xrange -10,100 yrange -10,100 line 0,0,60,0,black line 0,0,60,30, black line 30,15,52,26,red line 52,26,41,49,red line 41,49,19,37,red line 19,37,30,15,red arrow 35.7,31.8,8.8,18.4,12,blue
Un colis glisse le long d'un plan incliné à vitesse constante. On rappelle que la force totale due au plan incliné comprend la réaction, normale au plan incliné, et la force de frottement parallèle au plan incliné.

On peut en déduire que :


Glissade sans frottement - QCM

xrange 0,1 yrange 0,1 line 0,0,0.99,0.4, black line 0.6,0.25,0.9,0.37, red line 0.6,0.26,0.9,0.38, red arc 0.6,0.3,0.1,0.1,225,270, red arc 0.6,0.31,0.1,0.1,225,270, red text red,0.6,0.5,small,ski arc 0,0,0.5,0.5,0,22, black ellipse 0.35,0.05,0.06,0.10, black line 0.32,0.05,0.38,0.05, black
Lors d'une chute à ski, l'un de vos skis de masse M se détache et glisse pratiquement sans frottement vers le bas de la pente. On peut en déduire que:

Blocs en contact - QCM1

xrange 0,6 yrange 0,1 dline 1,0.05,6,0.05,black rect 2.5,0.06,3.5,0.6, blue rect 3.51,0.06,5,0.95, red arrow 1.2,0.3,2.45,0.3,12,black text black, 1.6,0.7,large, F text blue, 3,0.5, large, A text red, 4.2,0.8, large, B
Deux cartons pleins de livres sont en contact l'un avec l'autre et reposent sur le sol. On néglige tout frottement entre les cartons et le sol.

La masse du carton B est égale à fois la masse du carton A. Vous poussez sur le carton A avec une force horizontale .

La force résultante sur le carton B est égale à ...

Cochez ci-desous votre réponse.

Objet suspendu dans un ascenseur - QCM2

Un objet décoratif de masse M est suspendu par un fil au plafond de la cabine d'un ascenseur.

Blocs en contact - QCM2 *

xrange 0,6 yrange 0,1 dline 1,0.05,6,0.05,black rect 2.5,0.06,3.5,0.6, blue rect 3.51,0.06,5,0.95, red arrow 1.2,0.3,2.45,0.3,12,black text black, 1.6,0.7,large, F text blue, 3,0.5, large, A text red, 4.2,0.8, large, B
Deux cartons pleins de livres sont en contact l'un avec l'autre, et reposent sur le sol. On note le coefficient de frottement dynamique entre les cartons et le sol. La masse du carton B est égale à fois la masse du carton A. Vous poussez sur le carton A avec une force horizontale telle que les cartons se déplacent à vitesse constante.
Le coefficient de frottement est égal à
Cochez ci-dessous votre réponse.

Blocs superposés - QCM1 *

xrange 0,200 yrange 0,100 dline 5,5,200,5,black rect 70,6,170,35, blue rect 80,36,160,98, red arrow 10,25,70,25,12,black text black, 23,22,large, F text blue, 115,25, large, A text red, 115,80, large, B
Deux cartons pleins de livres sont empilés l'un sur l'autre.

On note le coefficient de frottement statique entre les cartons et on néglige le frottement entre le carton du bas et le sol.

La masse du carton A est fois la masse du carton B. On pousse le carton A avec une force horizontale .

N.B.: On se place dans les conditions de frottements faibles où B ne bascule pas sur A.

Les deux cartons ne vont pas glisser l'un par rapport à l'autre si ...

Cochez ci-dessous votre réponse.

Blocs superposés - QCM2 *

xrange 0,200 yrange 0,100 dline 5,5,200,5,black rect 50,6,150,35, blue rect 60,36,140,98, red arrow 10,50,60,50,12,black text black, 20,40,large, F text blue, 95,25, large, A text red, 95,80, large, B
Deux cartons pleins de livres sont empilés l'un sur l'autre.

On note le coefficient de frottement statique entre les cartons et on néglige le frottement entre le carton du bas et le sol. La masse du carton A est fois la masse du carton B. On pousse le carton B avec une force horizontale .

N.B.: On se place dans les conditions de frottements faibles où B ne bascule pas sur A.
Les deux cartons ne vont pas glisser l'un par rapport à l'autre si
Cochez ci-dessous votre réponse.

Masses reliées par un fil tendu - QCM3 *

xrange 0,150 yrange 0,100 line 5,70,100,70,black rect 10,71,70,99, blue line 70,80,110,80, black circle 110,70,20, black line 120,70,120,40, black rect 105,40,135,20, red text blue, 42,90, large, A text red, 118,33, large, B
Un bloc A de masse repose sur une table horizontale. Il est lié par un fil (de masse négligeable) passant sur une poulie (idéale) à un bloc B de masse . On note le coefficient de frottement statique entre le bloc A et la table.

On suppose que dans les conditions de l'expérience l'équilibre du système ne peut être rompu que par glissement (le cube A ne peut pas basculer).

Le système est à l'équilibre si et seulement si :

Cochez ci-dessous votre réponse.

Masses reliées par un fil tendu - QCM2

xrange 0,2 yrange 0,1 line 0.05,0.7,1.6,0.7,black rect 0.05,0.71,0.25,0.99, blue line 0.25,0.8,1.7,0.8, black circle 1.7,0.7,22, black line 1.8,0.7,1.8,0.4, black rect 1.7,0.4,1.9,0.2, red text blue, 0.1,0.9, large, A text red, 1.8,0.35, large, B
Un bloc A de masse repose sur une table horizontale. Il est lié par un fil (de masse négligeable) passant sur une poulie (idéale) à un bloc B de masse . On néglige tout frottement entre le bloc A et la table.

Colis dans un train *

xrange 0,200 yrange 0,100 arrow 5,10,190,10,10,black rect 10,12,130,80, blue frect 65,13,75,23, red arrow 70,35,15,35,10,black arrow 70,35,125,35,10,black text black, 60,50,small, 2L text black, 150,25,small, axe Ox text black, 5,90,small, arriere text black, 120,90,small, avant

Une valise, de masse kg, repose sur le plancher au milieu du couloir d'un wagon, de longueur , circulant horizontalement, à vitesse constante, dans la direction de l'axe Ox.

On note respectivement et les coefficients de frottement statique et dynamique entre la valise et le plancher, et on prendra . A partir de l'instant , le wagon voit sa vitesse avec une de module A constant.

Pour que le bloc ne glisse pas, A ne doit pas dépasser la valeur = .
On suppose en fait que .
Le bloc glisse donc du train, et butera contre une paroi verticale du wagon au bout du temps = .
Donner 2 chiffres significatifs.

Pendule dans un train

xrange 0,200 yrange 0,100 arrow 5,10,190,10,10,black rect 10,12,130,80, blue line 70,80,70,50,black fcircle 70,45,10,red dline 70,40,70,10,black text black, 150,25,small, axe Ox text black, 5,90,small, arriere text black, 120,90,small, avant text blue, 75,22,small, H fcircle 70,12,4,blue

Un pendule, de masse , est suspendu au plafond, au milieu d'un wagon circulant horizontalement, à vitesse constante, dans la direction de l'axe Ox.

La hauteur du wagon est égale à , et la verticale du pendule définit le point H sur le sol du wagon.

On prendra .

À partir de l'instant , le wagon voit sa vitesse avec une de module constant .

Le pendule va donc s'incliner du train, en faisant avec la verticale un angle
Donner la réponse arrondie au degré.
Si à un instant on coupe le fil du pendule, ce dernier viendra toucher le sol du wagon à une distance du point H = .
Donner la réponse en , avec 2 chiffres significatifs. ( )

Masse posée sur un plateau tournant *

xrange 0,180 yrange 0,180 circle 80,90,120,blue 80,90,137,147,10, 80,90, 24,147,10, 80,90,160, 90,10, 80,90, 80,170,10, text , 20,160, small, R' text , 90,170, small, R text black, 75, 85, small, O arc 80,90,140,140,280,315,blue line 130,40,120,40,blue line 128,40,128,33,blue text blue,110,30,small, rotation text blue,100,20,small, du disque fcircle 108,118,10, red text red, 110,110,smal,m text black, 95,105,small,L

Un bloc de masse repose sur un disque horizontal, tournant dans le sens direct à une vitesse angulaire constante.
Le bloc ne glisse pas par rapport au disque, et se trouve à une distance du centre de rotation O.
On note la force de frottement exercée par le disque sur le bloc, le coefficient de frottement statique entre le bloc et le disque et on se place .

On peut en déduire que :

Cochez TOUTES les reponses exactes.

Chiffres significatifs

Arrondir un résultat numérique en ne gardant qu'un nombre de chiffres significatifs imposés. ( )

Masse attachée à un ressort - QCM

animate 24,1,0 xrange -0.75,0.45 yrange line -0.1,0,0.1,,red line 0.1,,-0.1,,red line -0.1,,0.1,,red line 0.1,,-0.1,,red line -0.1,,0.1,,red line 0.1,,-0.1,,red line -0.1,,+0.1,,red line 0.1,,0,,red dline -0.42,,0,,black arrow ,,,,8, arrow ,,,,8, arrow ,,,0.6,8, arrow 0.4,0,0.4,,8,black arrow 0.4,,0.4,0,8,black text black,0.3,,medium,L arrow -0.6,0,-0.6,,8,black arrow -0.6,,-0.6,0,8,black text black,-0.7,,medium,b fcircle 0,,14,blue frect -0.4,-0.03,0.4,0,black arrow ,10,black text black, -0.5,,medium,0 text black, -0.5,0.6,medium,z text black, -0.47,,small,e line -0.42,,-0.38,,black line -0.42,0.6,-0.38,0.6,black text black, -0.38,,medium,z

Un bloc de masse est attaché à un ressort de constante de raideur , et dont la longueur au repos vaut . Ce bloc oscille verticalement autour de sa position d'équilibre .

Pour une position quelconque de la masse, repérée par son abscisse , donner en fonction de , , , et , les coordonnées suivant l'axe Oz.

Quelle est la position d'équilibre de la masse ? .

Passager au démarrage du métro *

Un homme tombe à la renverse lors du départ du métro.

En se plaçant dans le référentiel , laquelle de ces trois descriptions représente correctement les forces horizontales agissant sur le passager ?

Précisez la nature des forces représentées :

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