Devoirs Corrigés Physique N°2 S2 3AC
Modèle N°1
Exercice 1 : (6,5 points)
Vocabulaire et QCM
3. Recopier et compléter chaque phrase par le(s) mot(s) convenable(s) parmi les mots suivants :
Verticale – le haut – de contact – balance – le bas – le dynamomètre – à distance – l’intensité – ligne d’action – horizontale.
a. La Terre exerce sur la Lune une action __________.
b. Le __________ est l’appareil qui mesure l’ __________ du poids.
c. Le poids d’un objet a pour ligne d’action la __________ du lieu passant par par le centre de gravité de cet objet .Le sens du poids est vers __________.
2) Répondre par vrai ou par faux, en mettant une croix « X » dans la case convenable :
☐ Vrai ☐ Faux
☐ Vrai ☐ Faux
☐ Vrai ☐ Faux
☐ Vrai ☐ Faux
3) Mettre une croix « X » à côté de la réponse juste :
a- Lorsqu’un corps est en équilibre sous l’action de deux forces, alors ces deux forces ont :
b- L’unité de mesure de l’intensité du poids est :
c- On calcule l’intensité de pesanteur à partir de la relation :
Exercice 2 : (7,5 points)
Poids et masse – Graphique
Au cours d’une séance de travaux pratiques, Ahmed a tracé la courbe ci-contre, en mesurant l’intensité du poids P des corps solides de masses m différentes.
Figure : Courbe P = f(m)
1) Répondre par « Vrai » ou « Faux » aux affirmations suivantes, en corrigeant les fausses.
a- Le poids d’un enfant est 45 kg. …………………………..
b- La masse d’un corps sur Terre est plus grande que celle sur la Lune. …………………………..
2) Quels appareils utilisés par Ahmed, pour mesurer l’intensité du poids et la masse des solides ?
Mesure de l’intensité du poids : …………………………..
Mesure de la masse : …………………………..
3) Déterminer graphiquement la valeur de :
a- L’intensité du poids d’un solide (S) de masse m = 200 g. ………………………….. N
b- La masse d’un solide (S) dont l’intensité du poids est P = 4 N. ………………………….. kg
4) Le coefficient de proportionnalité entre le poids et la masse est l’intensité de pesanteur g.
4.1- Cocher par une (x) la relation incorrecte parmi les relations suivantes :
4.2- Pour l’expérience réalisée par Ahmed, trouver la valeur de l’intensité de pesanteur g.
5) La figure 1 (ci-dessous) représente le dispositif expérimental utilisé par Ahmed. On considère que le corps solide (S) est en équilibre sous l’action de son poids \( \vec{P} \) et la force \( \vec{T} \) associée à l’action du dynamomètre. On donne \( g = 10 \, N/kg \).
Figure 1
5.1- Compléter le tableau suivant, en plaçant une (x) dans la case convenable.
| L’action mécanique | localisée | répartie | à distance | de contact |
|---|---|---|---|---|
| Le poids \( \vec{P} \) | ☐ | ☐ | ☐ | ☐ |
| La force \( \vec{T} \) | ☐ | ☐ | ☐ | ☐ |
5.2- Donner les caractéristiques de la force \( \vec{P} \)
– Point d’action : …………………………..
– La direction : …………………………..
– Le sens : …………………………..
– L’intensité : …………………………..
5.3- Déduire m la masse en kg, du corps solide (S).
5.4- Donner la condition d’équilibre d’un corps solide soumis à deux forces.
5.5- En appliquant la condition d’équilibre du corps (S), déterminer les caractéristiques de \( \vec{T} \).
5.6- Représenter sur la figure 1 les deux vecteurs forces \( \vec{P} \) et \( \vec{T} \), en utilisant l’échelle suivante : \( 1 \, cm \rightarrow 2,5 \, N \).
Exercice 3 : (6 points)
Astronaute – Terre et Lune
Un astronaute voulait déterminer l’intensité du champ de pesanteur sur la Lune \( g_L \). Il a réalisé les deux mesures suivantes :
– Pour la mesure de l’intensité du poids d’un corps solide (S’) sur la Terre, il a trouvé \( P_T = 50 \, N \)
– Pour la mesure de l’intensité du poids d’un corps solide (S’) sur la Lune, il a trouvé \( P_L = 8,2 \, N \)
On donne : L’intensité du champ de pesanteur sur la Terre \( g_T = 9,8 \, N/kg \).
1) Expliquer la différence de l’intensité du poids du corps solide entre la surface de la Terre et celle de la Lune.
2) Aider l’astronaute à réaliser sa tâche (Détermination de l’intensité du champ de pesanteur sur la Lune \( g_L \)).
Rappel :
\( P = m \times g \) ; la masse est invariante (ne dépend pas du lieu).
Modèle N°2
Exercice 1 : (8 points)
QCM, Vrai/Faux et équilibre
1) Répondre par « vrai » ou « faux » :
On représente une force par un vecteur. ☐ Vrai ☐ Faux
La droite d’action du poids d’un corps est toujours verticale. ☐ Vrai ☐ Faux
On mesure l’intensité de la force à l’aide d’un dynamomètre. ☐ Vrai ☐ Faux
Le point d’application d’une force à distance est le centre de la surface de contact entre l’acteur et le receveur. ☐ Vrai ☐ Faux
2) Mettre une croix (X) dans la case qui correspond à la proposition correcte :
A- Les cas où l’objet est en équilibre :
B- La relation entre la masse m et l’intensité du poids P :
☐ \( P = m/g \) ;
☐ \( P = m \times g \) ;
☐ \( P = g/m \)
C- Quand un solide est en équilibre sous l’action de deux forces \( \vec{F}_1 \) et \( \vec{F}_2 \) :
☐ même sens
☐ même intensité
☐ perpendiculaires
D- L’intensité d’une force F est égale à deux Newtons, on peut écrire :
☐ \( F = 2 \, N \) ;
☐ \( F = 2 \, kg \) ;
☐ \( F = 2 \, m/s^2 \)
3) Compléter la phrase suivante par les mots convenables :
Lorsqu’un solide est en équilibre sous l’action de deux forces, alors celles-ci ont même __________, même __________ et __________ opposés.
4) Relier chaque élément du groupe A à l’élément correspondant du groupe B :
Exercice 2 : (8 points)
Hélicoptère – Équilibre d’une charge
Lors du déchargement des aides, l’hélicoptère prend la position d’équilibre comme indique la figure Fig.1. La charge est en équilibre.
On donne : L’intensité de la force exercée par le câble sur la charge est \( T = 15000 \, N \). L’intensité de la pesanteur est \( g = 10 \, N \cdot kg^{-1} \).
Figure 1
1) Faire le bilan des forces exercées sur la charge dans ce cas, en les classant en force de contact et force à distance.
2) En appliquant la condition d’équilibre d’un corps solide soumis à deux forces, déterminer les caractéristiques du poids \( \vec{P} \) de la charge et de la force \( \vec{T} \) exercée par le câble en remplissant le tableau suivant :
| Force | Point d’application | Direction | Sens | Intensité |
|---|---|---|---|---|
| \( \vec{P} \) | ||||
| \( \vec{T} \) |
3) Calculer, en kg, la masse m de la charge.
4) Représenter les deux forces \( \vec{P} \) et \( \vec{T} \) sur la figure Fig.1, en utilisant l’échelle : \( 1 \, cm \rightarrow 7500 \, N \).
Exercice 3 : (4 points)
Détermination de g et d’une masse
Pour atteindre son objectif, Israe a réalisé les trois manipulations expérimentales ci-dessous en utilisant deux dynamomètres à cadran, une masse marquée à crochet de valeur 500 g et une pochette en plastique.
| Manipulation | Manipulation N°1 | Manipulation N°2 | Manipulation N°3 |
|---|---|---|---|
| Matériel utilisé | Masse marquée 500g et dynamomètre (1) | Pochette vide et dynamomètre (2) | Pochette, téléphone et dynamomètre (1) |
| Schéma de la manipulation |  |  |  |
1) Déterminer l’intensité de la pesanteur g à Fkih Ben Salah.
2) Déterminer la masse m du téléphone portable d’Israe.
Modèle N°3
Exercice 1 : (8 points)
Vocabulaire, Vrai/Faux et grandeurs
1- Complétez par ce qui convient de la liste des mots suivants : Sens – intensité – direction – deux
– Lorsqu’un objet est soumis à l’action de __________ forces, cet objet est en équilibre si les deux forces ont :
– La même __________ et la même __________ et de __________ opposés.
2- Cochez par une croix (x) les cas où l’objet est en équilibre :
3- Répondre par vrai ou faux :
– Nous exprimons l’intensité du poids d’un corps par la relation \( P = m \times g \) ☐ Vrai ☐ Faux
– L’intensité du poids d’un corps change avec le lieu et la hauteur ☐ Vrai ☐ Faux
– Nous mesurons la masse d’un corps à l’aide d’un dynamomètre ☐ Vrai ☐ Faux
– Unité internationale de la masse est le (g) ☐ Vrai ☐ Faux
4- Complétez le tableau ci-dessous :
| La grandeur physique | symbole | unité internationale |
|---|---|---|
| La masse | ||
| Le poids | ||
| Intensité de Pesanteur |
5- Quelles sont les bonnes formules ?
☐ \( P = m/g \)
☐ \( P = m \times g \)
☐ \( m = g/P \)
☐ \( m = P/g \)
☐ \( g = P/m \)
☐ \( g = m/P \)
Exercice 2 : (8 points)
Ballon suspendu – Équilibre
Un ballon de masse \( m = 400 \, g \) est suspendu par un fil et en équilibre comme le montre le schéma suivant.
Figure : Ballon suspendu par un fil
1) Faire le bilan des Forces exercées sur le ballon.
2) Calculer l’intensité du poids P du ballon sachant que : \( g_{terre} = 10 \, N/kg \).
3) Déterminer les caractéristiques du poids \( \vec{P} \) du ballon.
4) Rappeler les conditions d’équilibre d’un corps soumis à deux forces.
5) Conclure les caractéristiques de la force \( \vec{F} \) exercée par le fil sur le ballon.
6) Représenter les deux forces \( \vec{F} \) et \( \vec{P} \) dans le schéma avec l’échelle \( 1 \, cm \) pour \( 2 \, N \).
7) Quelle est la masse du ballon sur la Lune ? Justifiez.
Exercice 3 : (4 points)
Graphique P = f(m)
Au cours d’une séance de TP, un élève a tracé la courbe ci-dessous :
a) Pourquoi l’élève peut-il affirmer que le poids et la masse sont proportionnels ?
b) Déterminer graphiquement le poids d’un objet de masse \( 550 \, g \).
c) Retrouver graphiquement la masse d’un objet de poids \( 3,5 \, N \).
d) Rappeler la relation qui lie P et m et calculer la valeur de l’intensité de pesanteur g.
un ballon de masse m= 400 g est suspendu par un fil et en équilibre comme le montre le schéma suivant .
1. Faire le bilan des Forces exercées sur le ballon.
➢ Le système étudié : {ballon}.
➢ Force de contact :
▪ La force exercée par le fil sur le ballon : F1→
➢ Forces à distance :
▪ La force exercée par la Terre sur le ballon (Poids de ballon) : P→
2. Calculer l’intensité de poids P De ballon sachant que : 𝑔𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒 = 10 N/Kg
Sachant que : m= 400 g = 0.4 Kg
On a : P= m x g = 0.4 Kg x 10 N/Kg
P = 4 N
3. Déterminer les caractéristiques de poids P de ballon.
Point d’application : G
droite d’action : Droite verticale qui passe par G
Le sens : de G vers le bas
Intensité : P = 4 N
4. Rappeler les conditions d’équilibre d’un corps Soumis à deux forces.
Lorsqu’un solide est en équilibre sous l’action de deux forces, ces deux forces ont :
➢ Condition -1- : Les deux forces ont la même droite d’action
➢ Condition -2- : F1→ + F2→ = 0→ (La même intensité et des sens opposés)
5. Conclu les caractéristiques de la force F exercée par le fil sur le ballon
Point d’application : A
Droite d’action : droite verticale qui passe par A
Le sens : de A vers le haut
Intensité : F= P = 4 N
6. Représenter les deux forces F⃗et P⃗ dans le schéma avec l’échelle 1 cm pour 2 N ( 1cm 2N )
7. Quelle est la masse de ballon sur la lune ? justifiez
La masse est une grandeur invariable (constante) ne change pas avec le lieu et l’altitude (hauteur).
Donc : m=400g
Devoirs Corrigés Physique N°2 S2 3AC