Exercice 5 :
Un cube homogène, de masse m = 100 kg et d'arête a = 50 cm, peut être suspendu de deux façons.
Dans le schéma 1, il est suspendu à une tige rigide de longueur L = 1 m. Cette tige pivote autour d'un point O, mais est fixée rigidement au centre C de la surface supérieur du cube.
Dans le schéma 2, il est suspendu à deux cordes parallèles de même longueur L = 1 m. Ces cordes sont fixées en O1 et O2 sur la même horizontale et attachées au cube par les centres A1 et A2 des deux arêtes parallèles de sa face supérieure.
Au départ, la tige et les deux cordes sont verticales. On déplace le tout jusqu'à ce que la tige ou les cordes fassent un angle de 30° avec la verticale.
Déterminer le travail du poids du cube dans les deux cas.
Exercice 6 : Skieur
Soit un skieur tracté par une perche faisant un angle avec la pente. Le skieur s’élève d’un point A vers un point B distant de 350 m.
La piste est supposée plane et faisant un angle avec l’horizontale.
Le poids du skieur est de 750 N et il avance à vitesse constante de 7,2 km.h-1. La force F exercée par la perche sur le skieur est
de 370 N. La piste exerce sur le skieur une force de frottement constante notée f (ou RT ) de 26 N. ( = 25° et = 22° )
a) Exprimer en fonction de la norme du vecteur considéré le travail de toutes les forces s’exerçant sur le skieur.
b) Calculer ces travaux.
c) Calculer la puissance moyenne P( F ) de la force exercée par la perche.
d) Pourquoi le skieur peut-il être considéré comme pseudo-isolé ?
e) D’après le principe de l’action et de la réaction, quelles sont les forces associées au poids du skieurs et à F ? Préciser pour chacune leurs caractéristiques.
Exercice 7 : Pendule
Un pendule simple est constitué d'une bille de petite dimension, de masse m=50g, reliée à un support fixe par un fil inextensible de longueur L=60,0cm et de masse négligeable.
On écarte ce pendule de sa position d'équilibre d'un angle 0=30° et on le lâche sans vitesse initiale.
1. Faire l'inventaire des forces qui s'appliquent à la bille du pendule et les représenter sur un schéma du dispositif.
2. Déterminer l'expression littérale du travail du poids de la bille du pendule entre sa position initiale et une position quelconque repérée par l'angle .
3. Calculer le travail du poids de cette bille entre la position initiale et la position d'équilibre .
4. Déterminer le travail du poids de la bille entre les positions repérées par 0 et -0.
5. Déterminer le travail de la tension du fil entre deux positions quelconques du pendule.
Exercice 8 : Barrage
L'eau d'un barrage est amenée à la turbine de la centrale électrique par une conduite forcée. La dénivellation entre le barrage et la turbine est h=800m.
1. Déterminer le travail du poids de 1,0m3 d'eau entre le barrage et la turbine.
2. Déterminer la puissance P de cette chute d'eau si son débit est D=30m3.s-1.
3. On admet que toute la puissance de la chute d'eau est transformée en puissance électrique par l'alternateur relié à la turbine. Quel devrait être le débit D' d'une chute d'eau de même dénivellation pour que sa puissance soit celle d'un réacteur nucléaire de 1000MW?
Un cube homogène, de masse m = 100 kg et d'arête a = 50 cm, peut être suspendu de deux façons.
Dans le schéma 1, il est suspendu à une tige rigide de longueur L = 1 m. Cette tige pivote autour d'un point O, mais est fixée rigidement au centre C de la surface supérieur du cube.
Dans le schéma 2, il est suspendu à deux cordes parallèles de même longueur L = 1 m. Ces cordes sont fixées en O1 et O2 sur la même horizontale et attachées au cube par les centres A1 et A2 des deux arêtes parallèles de sa face supérieure.
Déterminer le travail du poids du cube dans les deux cas.
Exercice 6 : Skieur
Soit un skieur tracté par une perche faisant un angle avec la pente. Le skieur s’élève d’un point A vers un point B distant de 350 m.
La piste est supposée plane et faisant un angle avec l’horizontale.
Le poids du skieur est de 750 N et il avance à vitesse constante de 7,2 km.h-1. La force F exercée par la perche sur le skieur est
de 370 N. La piste exerce sur le skieur une force de frottement constante notée f (ou RT ) de 26 N. ( = 25° et = 22° )
a) Exprimer en fonction de la norme du vecteur considéré le travail de toutes les forces s’exerçant sur le skieur.
b) Calculer ces travaux.
c) Calculer la puissance moyenne P( F ) de la force exercée par la perche.
d) Pourquoi le skieur peut-il être considéré comme pseudo-isolé ?
e) D’après le principe de l’action et de la réaction, quelles sont les forces associées au poids du skieurs et à F ? Préciser pour chacune leurs caractéristiques.
Exercice 7 : Pendule
Un pendule simple est constitué d'une bille de petite dimension, de masse m=50g, reliée à un support fixe par un fil inextensible de longueur L=60,0cm et de masse négligeable.
On écarte ce pendule de sa position d'équilibre d'un angle 0=30° et on le lâche sans vitesse initiale.
1. Faire l'inventaire des forces qui s'appliquent à la bille du pendule et les représenter sur un schéma du dispositif.
2. Déterminer l'expression littérale du travail du poids de la bille du pendule entre sa position initiale et une position quelconque repérée par l'angle .
3. Calculer le travail du poids de cette bille entre la position initiale et la position d'équilibre .
4. Déterminer le travail du poids de la bille entre les positions repérées par 0 et -0.
5. Déterminer le travail de la tension du fil entre deux positions quelconques du pendule.
Exercice 8 : Barrage
L'eau d'un barrage est amenée à la turbine de la centrale électrique par une conduite forcée. La dénivellation entre le barrage et la turbine est h=800m.
1. Déterminer le travail du poids de 1,0m3 d'eau entre le barrage et la turbine.
2. Déterminer la puissance P de cette chute d'eau si son débit est D=30m3.s-1.
3. On admet que toute la puissance de la chute d'eau est transformée en puissance électrique par l'alternateur relié à la turbine. Quel devrait être le débit D' d'une chute d'eau de même dénivellation pour que sa puissance soit celle d'un réacteur nucléaire de 1000MW?
merci
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