Quelques questions simples
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Quelques questions simples



  1. #1
    Asperguy

    Quelques questions simples


    ------

    Bonsoir! Je prépare un examen et en refaisant les questions des années précédentes, je me retrouve bloqué sur certaines d'entre elles. Les voilà, ainsi que mes raisonnements :

    « Si on double la vitesse initiale d'un véhicule et que la force de freinage reste inchangée, la distance de freinage est multipliée par... 0,5? 1? 2? 4? »

    J'ai voulu utiliser la formule du mouvement rectiligne uniforme (x(t) = v0*t + 0,5at²), doubler la vitesse v0 et garder la décélération a inchangée, sauf que pour obtenir une réponse, je dois parvenir à déterminer le temps t auquel la vitesse v = 0 (le moment où le freinage est terminé, donc). J'ai pensé à utiliser la formule v = a*t pour ce faire, en vain (v = a*t, donc t = v/a, si v = 0, t sera toujours égal à 0 également). A partir de là, je ne sais pas comment résoudre cet exercice...

    « Un bloc de masse m = 500 kg et ayant un volume de 1 m³ flotte sur de l'eau. La masse par unité de volume de l'eau vaut 1 kgL^-1. Son volume sous l'eau représente quel pourcentage du volume total ? Propositions : 0%, 20%, 40%, 50%»

    Je n'ai aucune idée de comment procéder, ni de quelles formules utiliser...

    « Une tige isolante totalement libre de se mouvoir porte à une de ses extrémités une charge +Q et, à l'autre, une charge -Q. Placée à proximité d'une charge +2Q fixe, elle a tendance à... s'en éloigner ? S'en rapprocher ? Tourner autour ? Rester indifférente ? »

    Si je comprends bien, c'est l'extrémité -Q qui se rapproche de la charge +2Q ?

    « Un satellite de masse m orbite à une distance R du centre de la terre avec une période T. On place un second satellite de masse 2m orbitant à une distance 2R du centre de la terrre, la période de révolution T' du satellite est de... T ? 1,6 T ? 2 T ? 2,8 T ? »

    J'ai procédé comme suit : je sais que omega = 2pi/T donc T = 2pi/omega, que v = omega*R donc omega = v/R. Donc, en manipulant un peu les formules, je trouve que T = (2pi*R)/v.
    J'en déduis que si on double R, on double également T, donc 2T. La réponse est 2,8T, et je suppose que la masse précisée dans l'énoncé a son importance, mais je ne trouve pas de formule qui tienne compte de la masse dans le cadre d'un mouvement circulaire uniforme, à l'exception la formule de la force centripète. (Fc = ac * m)

    « Un satellite tourne autour de la terre dans un mouvement circulaire, à une distance R du centre de la terre. Sa vitesse est proportionnelle à : R^(-1/2) ? R ? R^2 ? R^3 ? »

    J'ai choisi R, simplement parce que v = omega*R. La bonne réponse est R^(-1/2), et je ne comprends pas du tout pourquoi...

    « On veut augmenter la température de 3°C d'un corps qui a une masse de 100g et une chaleur spécifique de 10^-3 Jkg^-1K^-1, la quantité d'énergie nécessaire pour ce faire vaut...? Propositions : 100 W, 200 J, 300 J, 300 W »

    Je sais que l'unité de l'énergie est le joule. Au delà de ça, je ne sais pas du tout comment résoudre cet exercice...

    Merci d'avance!

    -----

  2. #2
    f6bes

    Re : Quelques questions simples

    Bjr à toi,
    Vehicule:
    D'aprés toi si on double la vitesse et conserve le meme effort de freinage, est ce que les propostions 0.5 et 1 sont elles valables ,!

    Bloc de 500 kg:
    Combien pése 1 m3 d'eau ?
    Combien pése ton bloc ?
    Tu n'as pas eu de court ?

    C'est plus que simple à déduire. Un peu de réflexion y suffit.
    Bonne journée

  3. #3
    harmoniciste

    Re : Quelques questions simples

    Citation Envoyé par Asperguy Voir le message
    « Si on double la vitesse initiale d'un véhicule et que la force de freinage reste inchangée, la distance de freinage est multipliée par... 0,5? 1? 2? 4? »
    J'ai pensé à utiliser la formule v = a*t pour ce faire, en vain (v = a*t, donc t = v/a, si v = 0, t sera toujours égal à 0 également).
    Bonjour
    x(t) = v0*t + 0,5at² Dans cette formule v0 = a*t, donc t = v0/a,
    La force de freinage restant inchangée, la décélération reste la même, et la durée t du freinage sera donc doublée (2t)
    En réutilisant la formule, tu constateras que la nouvelle distance est alors multipliée par 4

  4. #4
    Black Jack 2

    Re : Quelques questions simples

    Citation Envoyé par Asperguy Voir le message
    Bonsoir! Je prépare un examen et en refaisant les questions des années précédentes, je me retrouve bloqué sur certaines d'entre elles. Les voilà, ainsi que mes raisonnements :

    « Si on double la vitesse initiale d'un véhicule et que la force de freinage reste inchangée, la distance de freinage est multipliée par... 0,5? 1? 2? 4? »

    J'ai voulu utiliser la formule du mouvement rectiligne uniforme (x(t) = v0*t + 0,5at²), doubler la vitesse v0 et garder la décélération a inchangée, sauf que pour obtenir une réponse, je dois parvenir à déterminer le temps t auquel la vitesse v = 0 (le moment où le freinage est terminé, donc). J'ai pensé à utiliser la formule v = a*t pour ce faire, en vain (v = a*t, donc t = v/a, si v = 0, t sera toujours égal à 0 également). A partir de là, je ne sais pas comment résoudre cet exercice...
    Bonjour,

    Une approche en utilisant l'énergie cinétique du véhicule juste avant de freiner est une bonne voie de réflexion.

    Eco = 1/2 m.Vo² (qui sera "mangée" par le travail de la force de freinage F sur une distance d)

    Et si Vo devient (2Vo), alors l'énergie cinétique Eco devient ... et donc ...

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Black Jack 2

    Re : Quelques questions simples

    Citation Envoyé par Asperguy Voir le message
    Bonsoir! Je prépare un examen et en refaisant les questions des années précédentes, je me retrouve bloqué sur certaines d'entre elles. Les voilà, ainsi que mes raisonnements :


    « Un satellite de masse m orbite à une distance R du centre de la terre avec une période T. On place un second satellite de masse 2m orbitant à une distance 2R du centre de la terrre, la période de révolution T' du satellite est de... T ? 1,6 T ? 2 T ? 2,8 T ? »

    J'ai procédé comme suit : je sais que omega = 2pi/T donc T = 2pi/omega, que v = omega*R donc omega = v/R. Donc, en manipulant un peu les formules, je trouve que T = (2pi*R)/v.
    J'en déduis que si on double R, on double également T, donc 2T. La réponse est 2,8T, et je suppose que la masse précisée dans l'énoncé a son importance, mais je ne trouve pas de formule qui tienne compte de la masse dans le cadre d'un mouvement circulaire uniforme, à l'exception la formule de la force centripète. (Fc = ac * m)

    Merci d'avance!
    Bonjour,

    Soit tu connais la 3ème loi de Kepler (qui est dans le cours) et c'est immédiat, soit tu le fais en réfléchissant.

    mw²R = GmM/R²
    w² = GM/R³ (indépendant de la masse m du satellite (car m < < < M (masse de l'astre parent))

    et w = 2Pi/T ---> T = ... (en fonction de R).

    ...

  7. #6
    Asperguy

    Re : Quelques questions simples

    Bjr à toi,
    Vehicule:
    D'aprés toi si on double la vitesse et conserve le meme effort de freinage, est ce que les propostions 0.5 et 1 sont elles valables ,!
    Non, bien entendu. J'hésitais entre 2 et 4. Intuitivement, j'aurais répondu 2, mais le correctif me donne tort, et je ne sais pas quelles formules utiliser pour arriver à cette réponse.

    Bloc de 500 kg:
    Combien pése 1 m3 d'eau ?
    Combien pése ton bloc ?
    Tu n'as pas eu de court ?
    C'est effectivement ce que je pensais, sans toutefois être sûr de mon raisonnement. J'aurais toutefois préféré faire appel à des formules plus spécifique (je ne peux que supposer qu'il y en a), de façon à ne pas me retrouver hésitant si une question similaire devait tomber à l'examen.

    Les cours dont j'ai bénéficié en secondaire ne couvraient pas cette partie de la matière, non.

    Bonjour
    x(t) = v0*t + 0,5at² Dans cette formule v0 = a*t, donc t = v0/a,
    La force de freinage restant inchangée, la décélération reste la même, et la durée t du freinage sera donc doublée (2t)
    En réutilisant la formule, tu constateras que la nouvelle distance est alors multipliée par 4
    Je comprends, merci beaucoup!

    Bonjour,

    Une approche en utilisant l'énergie cinétique du véhicule juste avant de freiner est une bonne voie de réflexion.

    Eco = 1/2 m.Vo² (qui sera "mangée" par le travail de la force de freinage F sur une distance d)

    Et si Vo devient (2Vo), alors l'énergie cinétique Eco devient ... et donc ...
    Donc si je comprends bien, l'énergie cinétique du véhicule équivaut au travail de la force de freinage nécessaire pour l'immobiliser ?

    Bonjour,

    Soit tu connais la 3ème loi de Kepler (qui est dans le cours) et c'est immédiat, soit tu le fais en réfléchissant.

    mw²R = GmM/R²
    w² = GM/R³ (indépendant de la masse m du satellite (car m < < < M (masse de l'astre parent))

    et w = 2Pi/T ---> T = ... (en fonction de R).
    J'ai totalement omis d'apprendre les lois de Kepler, effectivement. Je vais corriger ça!

    Seulement, si je comprends la seconde méthode, je ne suis pas tout à fait sûr de comprendre comment résoudre cet exercice quand l'équation avec la troisième loi de Kepler quand son équation n'englobe ni la vitesse, ni le rayon R... (T² / a³ = 4.π² / G.M, si je ne me trompe pas ?) Désolé si mes questions semblent triviales, ce sont des chapitres que je n'ai pas vu en cours (à l'exception de la première question de cinématique).

    Merci à vous tous pour vos réponses!

  8. #7
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Quelques questions simples

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Asperguy Voir le message
    Donc si je comprends bien, l'énergie cinétique du véhicule équivaut au travail de la force de freinage nécessaire pour l'immobiliser ?
    Pour bien comprendre je vous suggère de revenir aux bases. Il n'y a que ça qui soit utilisable dans toutes les conditions.
    Que donne le théorème de l'énergie cinétique appliqué entre l'instant juste avant de commencer le freinage et l'instant où le véhicule s'arrête ?
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  9. #8
    Black Jack 2

    Re : Quelques questions simples

    Citation Envoyé par Asperguy Voir le message
    Non, bien entendu. J'hésitais entre 2 et 4. Intuitivement, j'aurais répondu 2, mais le correctif me donne tort, et je ne sais pas quelles formules utiliser pour arriver à cette réponse.



    C'est effectivement ce que je pensais, sans toutefois être sûr de mon raisonnement. J'aurais toutefois préféré faire appel à des formules plus spécifique (je ne peux que supposer qu'il y en a), de façon à ne pas me retrouver hésitant si une question similaire devait tomber à l'examen.

    Les cours dont j'ai bénéficié en secondaire ne couvraient pas cette partie de la matière, non.



    Je comprends, merci beaucoup!



    Donc si je comprends bien, l'énergie cinétique du véhicule équivaut au travail de la force de freinage nécessaire pour l'immobiliser ?



    J'ai totalement omis d'apprendre les lois de Kepler, effectivement. Je vais corriger ça!

    Seulement, si je comprends la seconde méthode, je ne suis pas tout à fait sûr de comprendre comment résoudre cet exercice quand l'équation avec la troisième loi de Kepler quand son équation n'englobe ni la vitesse, ni le rayon R... (T² / a³ = 4.π² / G.M, si je ne me trompe pas ?) Désolé si mes questions semblent triviales, ce sont des chapitres que je n'ai pas vu en cours (à l'exception de la première question de cinématique).

    Merci à vous tous pour vos réponses!
    mw²R = GmM/R²
    w² = GM/R³ (indépendant de la masse m du satellite (car m < < < M (masse de l'astre parent))

    et w = 2Pi/T ---> T = ... (en fonction de R).

    4Pi²/T² = GM/R³
    T²/R³ = 4Pi²/(GM) ... et on retrouve bien la 3ème loi de Kepler (dans le cas d'orbite circulaire ... et donc où le rayon R de l'orbite correspond bien au "a" (demi grand axe) de la 3ème loi de Kepler)

    Pour des satellites autour d'un même astre, le terme 4Pi²/(GM) = constante.

    --> T² = k.R³ (avec k constante)


    Et si R devient 2R, la période

    T'/T = ....

  10. #9
    phys4

    Re : Quelques questions simples

    Citation Envoyé par Asperguy Voir le message
    « On veut augmenter la température de 3°C d'un corps qui a une masse de 100g et une chaleur spécifique de 10^-3 Jkg^-1K^-1, la quantité d'énergie nécessaire pour ce faire vaut...? Propositions : 100 W, 200 J, 300 J, 300 W »

    Je sais que l'unité de l'énergie est le joule. Au delà de ça, je ne sais pas du tout comment résoudre cet exercice...
    Bonjour,
    Pour cet exercice, c'est bien le Joule, mais l'énoncé est surement faut avec une chaleur spécifique beaucoup trop petite pour que l'une des réponses soit correcte.
    Avec 1000 J/kg l'on aurait une réponse qui convient.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  11. #10
    Asperguy

    Re : Quelques questions simples

    Bonjour,
    Pour cet exercice, c'est bien le Joule, mais l'énoncé est surement faut avec une chaleur spécifique beaucoup trop petite pour que l'une des réponses soit correcte.
    Avec 1000 J/kg l'on aurait une réponse qui convient.
    D'accord, merci! Quel aurait été le raisonnement, indépendamment des propositions erronées ?

    mw²R = GmM/R²
    w² = GM/R³ (indépendant de la masse m du satellite (car m < < < M (masse de l'astre parent))

    et w = 2Pi/T ---> T = ... (en fonction de R).

    4Pi²/T² = GM/R³
    T²/R³ = 4Pi²/(GM) ... et on retrouve bien la 3ème loi de Kepler (dans le cas d'orbite circulaire ... et donc où le rayon R de l'orbite correspond bien au "a" (demi grand axe) de la 3ème loi de Kepler)

    Pour des satellites autour d'un même astre, le terme 4Pi²/(GM) = constante.

    --> T² = k.R³ (avec k constante)


    Et si R devient 2R, la période

    T'/T = ....
    Je comprends, merci beaucoup!

    Pour bien comprendre je vous suggère de revenir aux bases. Il n'y a que ça qui soit utilisable dans toutes les conditions.
    Que donne le théorème de l'énergie cinétique appliqué entre l'instant juste avant de commencer le freinage et l'instant où le véhicule s'arrête ?
    Ah oui, effectivement, j'avais totalement oublié l'existence de ce théorème... Wab = Ecinétique (B) - Ecinétique (A), donc l'énergie cinétique du véhicule équivaut effectivement au travail de la force de freinage nécessaire pour l'immobiliser.
    Merci!

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