Exercice 1

Une voiture de 2000 kg, initialement à l’arrêt, subit une force de traction de 5000 N. La force de frottement (supposée
constante) vaut 1000 N. Elle se déplace sur une route horizontale. Calculez :

1. la vitesse de la voiture après 10 s (en m/s et en km/h) ;
2. la distance qu’elle a parcourue pendant ces 10 s ;
3. la distance d’arrêt si elle subit, en plus de la force de frottement, une force de freinage de 4000 N lorsqu’elle roule à 72 km/h.

Rép. 20 m/s, 72 km/h, 100 m, 80 m.

Exercice 2

La cabine d’un ascenseur a une masse de 1000 kg. Elle se trouve au rez-de-chaussée et démarre avec une accélération
de 1 m/s² pendant 2 s. Elle monte ensuite à vitesse constante pendant 4 s avant de ralentir et de s’arrêter en 1 seconde. Calculez la force exercée par le câble sur la cabine :

1. lorsqu’elle démarre ;
2. lorsqu’elle s’élève à vitesse constante
3. lorsqu’elle décélère.

Quelle distance la cabine franchit-elle :

1. en accélérant
2. à vitesse constante
3. en décélérant.

Rép. 11’000 N, 10’000 N, 8000 N (avec g=10 m/s²), 2 m, 8 m, 1 m.

Exercice 3

Calculez l’accélération d’un objet qui se trouve à mi-distance entre la Terre et le Soleil.

• d_TS = 150 millions de km. M_T = 6 × 10²⁴ kg. M_S = 2 × 10³⁰ kg.

Exercice 4

Deux planètes de masses m et M s’attirent avec une force F lorsqu’elles sont séparées par une distance d. Que devient la force si :

1. on multiplie la distance d par 1.5 et on divise la masse m par 2
2. on divise la distance d par 2.5, on multiplie M par 4 et m par 0.5
3. on divise la distance d par 0.5, on multiplie M par 1.5 et m par 2
4. on divise la distance d par 2 et on divise la masse M par 0.5.

Rép. $\frac{2F}{9}$, 12.5 F, $\frac{3F}{4}$, 8F

Exercice 5

Vous disposez de 3 objets de masses m₁, m₂ et m₃. La force agissant entre l’objet 1 et l’objet 2 vaut F₁₂ unités lorsqu’ils sont séparés par une distance d₁₂. La force agissant entre l’objet 2 et l’objet 3 vaut F₂₃ unités lorsqu’ils sont éloignés de d₂₃.
Calculez les valeurs des rapports m₁/m₃ et complétez, pour les forces et les distances données, chaque ligne du tableau :

Rép. $\frac{1}{12}$, 18, $\frac{8}{9}$, $\frac{9}{8}$.