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Exercices sur le Travail et la Puissance mécaniques - 3e

Exercice 1

Calculez le travail d'une force de $12.0N$ dont le point d'application se déplace de $7.00m$, si l'angle entre la force et le déplacement vaut :

a) $0,00^{\circ}$

b) $60.0^{\circ}$

c) $90.0^{\circ}$

d) $145^{\circ}$

e) $180^{\circ}.$

Exercice 2

Calculez le travail de la force motrice agissant sur une voiture de $1200kg$ roulant sur une distance horizontale et rectiligne de $5.00km$ à une vitesse constante de $3.00m/s$, si cette voiture subit une force de frottement de $400N.$

Exercice 3

Un déménageur pousse une armoire sur un sol horizontal. Il exerce une force constante, horizontale, parallèle au déplacement rectiligne, de valeur $100N.$ Les frottements sont assimilables à une force constante opposée au déplacement et d'intensité $10N.$

1) Calcule le travail de la force pour un déplacement de $150cm$ de son point d'application.

2) Calcule le travail de la force en précisant sa nature.

Exercice 4

Un mobile $M$, sous l'action d'une force constante se déplace d'une longueur L pendant une durée $t$ avec une vitesse constante $v$ colinéaire à $F$ et de même sens.

1) Montrer que la puissance se met sous la forme : $P=F\cdot V$

2) Une charge est soulevée à $3.1m$ du sol en $3.2s.$ La force nécessaire à cette opération reste constante et dirigée suivant la verticale. La puissance moyenne de cette force est de $600W.$

Déterminer la valeur de cette force.

Exercice 5

Un corps de $4.00kg$ monte une rampe inclinée de $30.0^{\circ}$ sur une distance de $15.0m.$ Il subit les $4$ forces habituelles. La force motrice est $F_{\text{motr}}=30.0N.$ La force de frottement est $F_{\text{frot}}=10.0N.$

Calculez le travail :

a) de chacune de ces forces

b) de la force résultante.

Exercice 6

Vous montez la montée du bout du monde à vélo. On admettra que vous et votre vélo ont une masse totale de $80.0kg.$ Vous avancez à une vitesse de $7.20km/h.$ L'inclinaison de la pente est de $5.00^{\circ}.$

Quelle est le travail de la force de la pesanteur en une seconde ?

Quelle est le travail que vous devez fournir en une seconde ?

Quelle puissance devez-vous fournir ?

On néglige les frottements et on suppose un rendement de $100\%.$

Comparez cette puissance à celle nécessaire pour allumer une ampoule de $150$ Watts

Exercice 7

$($L'intensité de la pesanteur est $g=9.8N\cdot kg^{-1}).$ Une barre de $150kg$ est soulevée par un haltérophile d'une hauteur de $1.95m$ en $2s.$ On admet que la résultante des forces exercées par l'haltérophile est verticale, que sa valeur est constante et égale au poids de la barre. Calculer la puissance moyenne de la force développée par l'haltérophile

Exercice 8

Masse volumique de l'eau : $\rho=103kg\cdot m^{-3}$ ; $g=9.8N/kg.$ Un moteur de pompe remonte l'eau d'un puits. La profondeur du puits est de $15m$ et le débit est de $10m^{3}/h$

1) On admet que la valeur de la force motrice exercée par la pompe est égale au poids de l'eau pompée.

1.1 Calcule le travail de la force motrice en une heure.

1.2 Précise sa nature.

2) Détermine la puissance moyenne du moteur.

Exercice 9

une voiture de masse $1.5$ tonnes roule à vitesse constante de $108\,km/h$ sur sol horizontal rugueux.

1) Faire le bilan des forces qu'elle subit (y compris le frottement) et les représenter sans soucis d'échelles.

2) Préciser quelles forces font un travail moteur, lesquelles un travail résistant, lesquelles un travail nul.

3) la force de motrice vaut $1800N.$

Calculer le travail du poids et de la force motrice sur un trajet de $10\,km.$

4) Calculer la puissance de la voiture.

Exercice 10

Une voiture de masse $1.5$ tonnes roule à vitesse constante de $180\,km/h$ sur sol horizontal rugueux $AB$ puis à $72\,km/h$ sur une piste $BC$ de dénivellation $h=3\,m.$

On donne : $AB=10\,km$ et $BC=1\,km$

1) Faire le bilan des fores qu'elle subit (y compris le frottement)et les représenter sans soucis d'échelle su la partie $(AB)$ uniquement.

2) Précisez quelles forces font un travail moteur, lesquelles un travail résistant, lesquelles un travail nul.

3) La force de motrice vaut $800N$ tout au long du trajet $(AC).$

a) Calculez le travail du poids et de la force motrice sur les trajets $(AB)$ et $(AB).$

b) Calculez la puissance de la force motrice de la voiture sur les trajets $(AB)$ et $(BC).$

$\begin{array}{c}\blacktriangleright\ \boxed{\text{Correction des exercices}}\end{array}$

Auteur:

Babacar Diarra

Commentaires

Anonyme (non vérifié)

lun, 06/13/2022 - 10:53