travail et puissance d'une force exercices corrigés 1 bac Partie 1 Correction

Exercice 1 :

1.        Le travail d'une force constante ne dépend pas du chemin suivi, mais uniquement des positions initiale et finale : donc au cours du déplacement (rez de chaussé - 5ème étage) le travail du poids de A est égal au travail du poids de B.

Le référentiel est la surface de la terre. L’origine des altitudes est prise à la surface du sol.

W(P) = mg( h _départ - h _fin)

W = 75*9,8 *(0-16,5) = - 12127 J.

2.        Dans le référentiel de l'ascenseur, A est immobile : il n'y a pas de travail lorsqu'il n'y a pas de déplacement.

Exercice 2 :

1.        On a le poid P, la réaction normale R_N et la force F

2.        D’après le principe d'inertie, le mouvement du skieur étant rectiligne uniforme, ce dernier est pseudo- isolé (somme des vecteurs forces égale zéro).

dans le triangle des forces : F= Mg sin a = 90*9,8*sin14 = 213,3 N.

3.        Travail de cette force :Vecteur force et vecteur déplacement colinéaires et de sens contraire W = F * déplacement * cos 180 = - 213,3* 100 = - 21 330 J .

4.        Puissance de cette force : force de frottement et vitesse, vecteur colinéaires et de sens contraire

Puissance = F .v .cos 180

vitesse en m/s : V = 70 /3,6 = 19,44 m/s.

P = -213,3*19,44 = -4146 W.

5.        travail du poids :

La somme des forces est nulle, en conséquence la somme des travaux des forces est nulle.

Rn, perpendiculaire au sol ne travaille pas

Le travail du poids est donc opposé au travail de la force F .

                                                                               

Exercice 3 :

1.        Le travail d'une force constante ne dépend pas du chemin suivi, mais uniquement des positions initiale et finale :

Le référentiel est la surface de la terre.

W(P) = mg( h _départ - h _fin)

L’origine des altitudes est prise à la surface du sol.

W = 7,3*9,8*(1,9-0) = 136 J.

2.        Entre les points O et S, le travail du poids est résistant (négatif) : l'altitude finale étant supérieure à l'altitude de départ. La vitesse du poids est inférieure à la vitesse initiale en O.

Entre les points S et D, le travail du poids est moteur (positif) : l'altitude finale étant inférieure à l'altitude de S. La vitesse du poids est supérieure à la vitesse initiale en S, mais reste inférieure à la vitesse initiale tant que l'altitude dépasse 1,9 m.

La vitesse du poids est supérieure à la vitesse initiale en O (entre S et D) lorsque l'altitude du poids est inférieure à 1,9 m.

Exercice 4 :

1.        Le bloc de pierre est soumis à son poids et à l'action du tapis: celle ci peut être représentée par deux forces l'une f parallèle au tapis et l'autre perpendiculaire au tapis

2.        La vitesse est constante et le mouvement rectiligne alors la somme vectorielle des forces est nulle.

                                                                 

    

f = Mg sin 35 = 2*9,8 sin 35 = 11,2 N.

3.        Travail de cette force : force et déplacement sont colinéaires et de même sens donc le travail est égal à W = f L = 11,2*22,5 = 253 J.

Vitesse de chargement : 1550 kg en 60 s soit V = 1550/60 = 25,8 kg / s

4.        La puissance (watt) mise en jeu est le travail (J) effectué à chaque seconde.

253 J pour déplacer 2 kg.

on peut déplacer 25,8 kg / s donc : P = 253*25,8 / 2 = 3264 watts.