Série d'exercice : Travail et Puissance Mécaniques - 1er L
Classe:
Première
Exercice 1
Mots croisés :
Horizontal
6. Relative à une puissance qui reflète une vitesse à laquelle un travail est fourni.
8. Se dit du travail d'une force dont la direction de la force est perpendiculaire à celle du déplacement.
11. Travail dont la force favorise au déplacement
12. Travail d'une force qui s'oppose au déplacement
13. Force qui effectue un travail résistant lors que le corps monte
14. Partie des sciences physiques qui étudie l'équilibre et le mouvement des corps
15. Ancienne unité de la puissance
Vertical
1. Quantité de travail fournie par intervalle de temps
2. Capacité d'une force à faire déplacer un corps ou un système
3. Grandeur physique capable de déformer un corps
4. Se rapporte à une force dont sa valeur, son sens et sa direction ne varient pas au cours du temps.
5. Se dit d'une force dont le travail ne dépend pas du chemin suivi
7. Quantité de travail fournie par unité de temps
9. Unité de la puissance
10. Unité du travail
Exercice 2
Choisir la ou les bonne(s) réponse(s)
1. Dans le système international d'unités, le travail d'une force est exprimé en :
a. newton $(N)$
b. watt $(W)$
c. joule $(J)$
2. Le travail d'une force constante dont le point d'application se déplace rectilignement de $A$ à $B$ peut être :
a. positif
b. négatif
c. nul
3. Le travail $W$ d'une force constante faisant un angle $\alpha$ avec la trajectoire rectiligne de son point d'application est nul lorsque :
a. $\alpha=0^{\circ}$
b. $0^{\circ}<\alpha<90^{\circ}$
c. $\alpha=90^{\circ}$
d. $90^{\circ}<\alpha<180$
4. Le travail $W$ d'une force constante faisant un angle $\alpha$ avec la trajectoire rectiligne de son point d'application est positif lorsque :
a. $\alpha=0^{\circ}$
b. $0^{\circ}<\alpha<90^{\circ}$
c. $\alpha=90^{\circ}$
d. $90^{\circ}<\alpha<180$
5. Le travail $W$ d'une force constante faisant un angle $\alpha$ avec la trajectoire rectiligne de son point d'application est négatif lorsque :
a. $\alpha=0^{\circ}$
b. $0^{\circ}<\alpha<90^{\circ}$
c. $\alpha=90^{\circ}$
d. $90^{\circ}<\alpha<180^{\circ}$
6. Lorsque le travail d'une force est négatif, on dit que ce travail est :
a. moteur.
b. résistant.
7. La force de frottement a un travail :
a. toujours négatif.
b. toujours positif.
c. toujours nul
d. aucune des réponses précédentes.
8. Lorsqu'un objet tombe en chute libre, le travail du poids est :
a. positif.
b. négatif.
c. nul.
d. cela dépend de la météo.
9. Une force est dite conservative si :
a. le travail de cette force est nul.
b. le travail de cette force est indépendant du trajet suivi par le système.
c. le travail de cette force est indépendant de l'état initial du système.
d. le travail de cette force est indépendant de l'état final du système.
10. Le travail d'une force perpendiculaire au déplacement est :
a. positif ;
b. négatif ;
c. nul.
11. Le travail du poids d'un objet :
a. dépend de sa masse ; dépend du chemin suivi ;
b. dépend seulement de l'altitude du point de départ et d'arrivée ;
c. est résistant lors d'une montée ;
d. est nul lors d'un mouvement de translation horizontal
12. Une force constante est appliquée à un solide en mouvement de translation, celle-ci transfert de l'énergie au solide sous forme de travail.
a. la puissance moyenne est d'autant plus grande que la durée du transfert est grande.
b. la puissance moyenne est proportionnelle à la force appliquée.
c. la puissance moyenne s'exprime en watt.
d. pour une durée donnée, si on veut doubler la vitesse du solide il faut alors une puissance moyenne transférée deux fois plus grande.
Exercice 3
Questions de compréhension (les réponses doivent être justifiées)
1. Le travail d'une force peut-il être nul ?
2. Le travail d'une force dépend-il de la vitesse du déplacement ?
3. Une pierre tombe du haut d'une falaise.
Le travail de son poids est-il moteur ou résistant ?
4. Le travail effectué par une force de frottement est-il moteur ou résistant ?
Exercice 4
Choisir, parmi les propositions suivantes :
1. Le travail d'une force appliquée à un objet animé d'un mouvement de translation rectiligne est nul si :
a. Le point d'application de la force se déplace à vitesse constante ;
b. La direction de la force est perpendiculaire au vecteur déplacement de son point d'application ;
c. La trajectoire est perpendiculaire au vecteur force.
2. Un solide est animé d'un mouvement de translation rectiligne uniforme.
Il est soumis à deux forces constantes :
a. le travail de chacune des forces est nul ;
b. le travail de la somme des forces est nul ;
c. la somme des travaux de ces deux forces n'est pas nulle ;
3. le travail d'une force constante est moteur si :
a. la direction de cette force est colinéaire au déplacement rectiligne de son point d'application ;
b. l'angle entre le vecteur force et le vecteur déplacement est inférieur à $90^{\circ}$ ;
c. Le vecteur force est de même direction et de même sens que le vecteur déplacement
Exercice 5
1. Calculer le travail du poids d'un objet de masse $102\,g$ lors d'une chute de un mètre.
2. Calculer le travail fourni par un cheval qui exerce sur une voiture une traction constante de $700\,N$ le long d'un parcours horizontal de $6\,km$
3. Une personne d'un poids de $500\,N$ monte dans un ascenseur du rez de chaussée au cinquième étage puis redescend au troisième étage.
Calculer le travail effectué par son poids si la hauteur d'un étage est de trois mètres.
Exercice 6
1. Un moteur de $3\,KW$ de puissance fonctionne pendant $2$ heures.
Calculer le travail effectué.
2. Un homme monte un sac de $60\,kg$ à $20$ mètres de hauteur en $3$ minutes.
2.1. Calculer le travail qu'il effectue.
2.2. Quelle puissance développe-t-il ?
3. Une chute d'eau débite $200\,m^{3}$ d'eau par minute :
la hauteur de la chute est de $30\,m.$
Calculer la puissance de cette chute.
4. Par l'intermédiaire d'un câble qui fait un angle de $30^{\circ}$ avec la direction de la voie, on applique une force de traction de $400\,N$ à des wagons.
Quel est le travail accompli pour parcourir $400\,m$ ?
5. Un moteur d'une puissance de $7.36\,Kw$ est utilisé pour soulever une charge de $500\,kg$ à une hauteur de $8\,m$
Quel temps le moteur met-il pour effectuer ce travail ?
Exercice 7
Deux jumeaux de même masse $m=75.0\,kg$ montent au $5^{ème}$ étage d'un immeuble en partant du rez-de-chaussée.
Le jumeau $A$ emprunte l'ascenseur et le jumeau $B$ l'escalier.
La distance entre le plancher durez-de-chaussée et le plancher du $5^{éme}$ est de $16.5\,m.$
1. Quel est le travail du poids de $A$ au cours de l'opération ?
1.1. Quel est celui de $B$ ?
1.2. Dans quel référentiel sont-ils définis ?
2. Quel est le travail correspondant au poids de $A$ dans le référentiel de l'ascenseur ?
Exercice 8
Une voiture de masse $1.5$ tonne roule à la vitesse constante de $108\,km/h$ sur un sol horizontal.
1. Faire le bilan des forces qu'elle subit et préciser quelles forces font un travail moteur, un travail résistant et celle qui font un travail nul.
2. La force de frottement vaut $1800N.$
Calculer le travail du poids et de la force motrice sur un trajet de $10\,km$
3. Calculer la puissance de la voiture.
4. Reprendre l'exercice en supposant que la voiture monte un col avec une pente de $10\%$
Exercice 9
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 $h=800\,m$
1. Déterminer le travail du poids de $1.0\,m$ d'eau entre le barrage et la turbine.
2. Déterminer la puissance $P$ de cette chute d'eau si son débit est $D=30\,m^{3}\cdot s^{-1}$
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 $1000\,MW$ ?
Exercice 10
Choisir la bonne réponse
Une force est conservative si :
a. son travail est nul
b. l'énergie mécanique est constante
c. son travail ne dépend pas du chemin suivi
d. elle est constante
Commentaires
Taha (non vérifié)
dim, 01/07/2024 - 20:02
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Physique
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