Dynamique
Dynamique et forces d’interaction
Épreuve sur la dynamique et l’interaction gravitationnelle

Exercices sur la dynamique et les forces d’interaction gravitationnelles.

Article mis en ligne le 10 mars 2008
dernière modification le 13 mars 2008

par Bernard Vuilleumier


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.

  • dTS = 150 millions de km. MT = 6 × 1024 kg. MS = 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 :

F12 d12 F23 d23 m1/m3
1 2 3 4
4 3 2 1
1 4 2 3
2 3 1 4

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