Exercices de sciences physiques, Exercices de Principes fondamentaux de physique
Kilian_Te
Kilian_Te29 January 2014

Exercices de sciences physiques, Exercices de Principes fondamentaux de physique

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Exercices de sciences physiques. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Bio service Dominante : Agent technique d’alimentation Carrière sanitaire et sociale Métier de l’hygiène, de la propreté et de l’enviro...
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Exercice_dynamique_force_prof

S.BINET Exercices dynamique de forces 1

G +

A B

Exercice 1 : Cet objet est suspendu par 2 cordes fixées au plafond. Le poids de l’objet est de 500 N et nous voulons déterminer

les actions θ F1 et

θ F2 i des cordes sur l’objet.

1. Que peut –on dire des intensités de θ F1 et

θ F2 ?

Le dessin ayant un axe de symétrie, les forces exercées par les câbles seront de même intensité. 2. Complète le tableau de caractéristiques.

Action Point

d’application Droite d’action

Sens Intensité

θ P

- Poids de la caisse

G

500 N

θ F1

- Action de la corde A sur la caisse

A 3,3 x 100 =

330 N

θ F2

- Action de la corde B sur la caisse

B

330 N

3. Construis le dynamique de forces à partir de O et déduis–en

les intensités de θ F1 et

θ F2.

4. Que peut – on dire de ce dynamique ?

Le dynamique est fermé car l’objet est en équilibre. On obtient un triangle isocèle.

Exercice 2 : Un parking est un plan incliné, sur lequel un fourgon est stationné.

Les actions agissant sur ce fourgon ont été tracées à l’échelle (1 cm → 500 daN) 1. En traçant le dynamique à partir du point O, vérifie si la voiture est en équilibre ou non.

2. Détermine l’intensité de la force θ F et de la force

θ P .

F = 0,9 x 5 000 → F = 4 500 N P = 3,5 x 5 000 → P = 17 500 N 3. Nomme les actions auxquelles le fourgon est soumis.

- θ F : la force qui permet au fourgon de ne pas descendre (frein à main)

- θ P : le poids du fourgon

- θ R : l’action du sol sur le fourgon

4. A ton avis, le fourgon est-il plutôt chargé sur l’avant ou sur l’arrière ? Justifie ta réponse.

Il est plutôt chargé sur l’arrière car on voit que le centre de gravité est situé vers l’arrière du camion alors que le moteur est placé devant. A vide, le centre de gravité sera plutôt sur l’avant en raison du poids du moteur.

O +

O +

θ F

θ R θ

P

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S.BINET Exercices dynamique de forces 2

Aimant

ficelle

Boule

30°

Exercice 3 :

Démontre que la boule soumise à ces 3 forces est en équilibre sachant que : F1 = 4 N, F2 = 3 N et F3 = 5 N 1. En réalisant le dynamique à partir du point O ⇒ échelle : 1 cm → 1 N 2. En vérifiant à l’aide du théorème de Pythagore que le dynamique est bien un triangle rectangle.

F1² + F2² = 3²+ 4² F3² = 5² ⇒ Nous avons donc bien un triangle rectangle, le dynamique est bien = 25 = 25 fermé.

O +

Exercice 4 :

Une boule de fer de poids 4 N est soumise à l’action d’un aimant. (horizontale) 1. Fais l’inventaire des forces s’exerçant sur la boule. 2. Détermine graphiquement les valeurs des forces. 3. Dresse le tableau de caractéristiques des forces. O+

Action Point

d’application Droite d’action

Sens Intensité

θ P

- Poids de la boule

G

4 N

θ Ff/b

- action de la ficelle sur la boule

A

4,6 N

θ Fa/b

- action de l’aimant sur la boule

B

2,3 N

4. Retrouve ces résultats par le calcul.

En utilisant la trigonométrie dans le triangle rectangle formé par le dynamique :

Ff/b = P

cos30 ⇒ Ff/b =

4 cos 30

⇒ Ff/b ≅ 4,6 N

Fa/b = P

tan30 ⇒ Ff/b =

4 tan30

⇒ Fa/b ≅ 2,3 N

30°

θ F1

θ F3

θ F2

θ F1

θ F3

θ F2

30°

θ P

θ Ff/b

θ Fa/b

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S.BINET Exercices dynamique de forces 3

I

Exercice 5 :

Un volet V de masse M = 12 kg est fixé par 2 gonds A et B situés sur une même verticale. 1. Calcule le poids du volet. (g = 10 N.kg-1) 2. Nomme les 3 forces qui s’exercent sur le volet. 3. Remplis le tableau de caractéristiques des 3 forces. Pour cela : - Admets que la force appliquée en A est horizontale. - Détermine le point de concours des droites d’action des 3 forces pour que le volet soit en équilibre. - Construis le dynamique des 3 forces pour déterminer les intensités à partir du point O.

Echelle : 1 cm → 20 N. O +

Action Point d’application

Droite d’action

Sens Intensité

θ P - poids du volet G

P = m x g P = 12 x 10 P = 120 N

θ FA/V

- Action du gond A sur le volet

A

FA/V = 3,2 x 10 FA/V = 32 N

θ FB/V

- Action du gond B sur le volet B

FB/V = 6,7 x 10 FB/V = 67 N

O + Exercice 6 : LEO l’alpiniste se maintient en équilibre contre la paroi rocheuse. Sa masse est de 95 Kg. (tout équipé) 1. Faites le bilan des 3 forces s’exerçant sur LEO 2. Déterminez le point de concours des 3 forces s’exerçant sur LEO 3. Construisez le dynamique des forces. 4. Dressez le tableau de caractéristiques de ces 3 forces.

Action Point

d’application Droite d’action

Sens Intensité

θ P - Poids de LEO G

P = m x g P = 95 x 10 P = 950 N

θ FC/L

- action de la corde sur LEO B

FC/L = 9 x 100 FC/L = 900 N

A +

B +

+G

I

θ FA/V

θ P θFB/V

θ P

θ FC/L

θ FP/L

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S.BINET Exercices dynamique de forces 4

θ FP/L

- action de la paroi sur LEO A

FP/L = 4,9 x 100 FP/L = 490 N

Exercice 7 : Le semi-remorque représenté ci-dessous se compose du tracteur  et de la benne  articulée en A sur le

châssis . Le vérin  qui assure le levage de la benne est articulé en B sur celle-ci et en C sur le châssis. L’ensemble de la benne et des matériaux a une masse de 20 tonnes.

1. Faites le bilan des 3 forces s’exerçant sur la benne. 2. Déterminez le point de concours des 3 forces s’exerçant sur la benne. 3. Construisez le dynamique des forces. 4. Dressez le tableau de caractéristiques de ces 3 forces. O +

Action Point

d’application Droite d’action

Sens Intensité

θ P

- Poids de la benne

G

P = m x g P = 20 000 x 10 P = 200 000 N

θ F4/2

- action du vérin sur la benne

B

FC/L = 2,9 x 20000 FC/L = 58 000 N

θ F3/2

- action du châssis sur la benne

A

FP/L = 7,7 x 20 000 FP/L = 154 000 N

I

θ P

θ F4/2

θ F3/2

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