Seconde · Physique-chimie

Contrôle n°2 — Mouvement et interactions

Évaluation sur la description du mouvement, les forces et les lois de Newton.

1h · Moyen · 3 exercices · Barème sur 20 points

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Sujet

Travaille d’abord sans consulter le corrigé. Note tes réponses et les étapes de ton raisonnement.

Exercice 1 — Description d'un mouvement (7 points)

Un cycliste se déplace sur une route rectiligne. On étudie son mouvement à partir d'un graphique représentant la distance parcourue en fonction du temps. 1. Comment appelle-t-on le type de mouvement lorsque la distance parcourue est proportionnelle au temps écoulé ? Quelle est la caractéristique de la vitesse dans ce cas ? 2. Sur une portion, le graphique est une courbe qui s'incurve vers le haut. Le mouvement est-il accéléré, ralenti ou uniforme ? Justifiez. 3. Définissez ce qu'est un référentiel et donnez un exemple.

Exercice 2 — Les forces (8 points)

Un livre de masse 1,2 kg est posé immobile sur une table horizontale. 1. Faites un schéma représentant le livre et toutes les forces qui s'exercent sur lui (on négligera la poussée d'Archimède). Nommez ces forces et représentez-les par des vecteurs. 2. Calculez la valeur du poids P du livre. On prendra g = 9,8 N/kg. 3. Le livre est immobile. Que peut-on dire des forces qui s'exercent sur lui ? Quelle est la valeur de la réaction normale de la table ?

Exercice 3 — Première loi de Newton (5 points)

Lisez attentivement le texte suivant : "Dans un référentiel galiléen, si un objet n'est soumis à aucune force ou à des forces qui se compensent, alors il est soit au repos, soit en mouvement rectiligne uniforme." 1. Cette loi est aussi appelée principe de l'inertie. Quel scientifique l'a énoncée ? 2. Un palet glissant sans frottement sur une patinoire horizontale décrit un mouvement rectiligne uniforme. Quelles forces s'exercent sur lui ? Se compensent-elles ? 3. Ce même palet aborde une zone rugueuse et ralentit. Son mouvement est-il encore rectiligne uniforme ? Pourquoi ?

Corrigé et barème

Le total du barème est de 20 points. Les réponses rédigées admettent plusieurs formulations pertinentes ; compare le raisonnement, pas seulement les mots.

Exercice 1 — Description d'un mouvement : 7 points

1. C'est un mouvement uniforme. La vitesse est constante en direction, sens et valeur. 2. Le mouvement est accéléré. Une courbe qui s'incurve vers le haut indique que la distance parcourue augmente de plus en plus vite avec le temps, donc la vitesse augmente. 3. Un référentiel est un objet de référence par rapport auquel on étudie le mouvement. Exemple : le référentiel terrestre (lié au sol).

Exercice 2 — Les forces : 8 points

1. Schéma avec deux forces : le poids P (vertical, vers le bas, appliqué au centre de gravité) et la réaction normale de la table R (verticale, vers le haut, appliquée au point de contact). 2. P = m × g = 1,2 × 9,8 = 11,76 N. 3. Le livre étant immobile, les forces se compensent : elles sont opposées et ont la même valeur. Donc R = P = 11,76 N.

Exercice 3 — Première loi de Newton : 5 points

1. C'est Isaac Newton qui a énoncé ce principe. 2. Le palet est soumis à son poids et à la réaction normale de la glace. Ces deux forces sont verticales, opposées et se compensent. Il n'y a pas de frottement horizontal. Les forces se compensent donc. 3. Non, son mouvement n'est plus rectiligne uniforme car il ralentit. La présence de frottements (force horizontale) rompt la compensation des forces. La somme des forces n'est plus nulle.

Comprendre, puis réessayer

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