Mécanique - 2nde

Mouvements

Exercice 1 : Vitesse moyenne en vélo

Une étape d'un parcours cycliste, longue de 116 km, a été parcourue en 3 h et 5 min et 8 s

Convertir cette durée en seconde.
On donnera la réponse suivie de l'unité qui convient.
Calculer la vitesse sur l'étape.
On donnera la réponse en \(m \mathord{\cdot} s^{-1}\) avec 4 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
Quelle est cette vitesse en \(km \mathord{\cdot} h^{-1}\) ?
On donnera la réponse avec 4 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.

Exercice 2 : Vocabulaire sur les mouvements

Sélectionner parmi les phrases suivantes celles étant vraies :
  • 1.La trajectoire d'un point n'est pas relative au référentiel choisi.
  • 2.Un objet en mouvement dans le référentiel terrestre est mobile dans son propre référentiel.
  • 3.Un mouvement est uniforme si sa vitesse instantanée varie uniformément.
  • 4.La vitesse instantanée peut être estimée en calculant la vitesse moyenne sur un intervalle de temps le plus court possible.

Exercice 3 : Calcul de vitesse et distance

Une descente de ski longue de \(2625 m\) a été parcouru en \(96,2 s\) par le skieur 'A' et \(87,8 s\) par le skieur 'B'.

Calculer la vitesse du skieur 'A' sur la descente.
On donnera la réponse en \(km \mathord{\cdot} h^{-1}\) avec 3 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
Calculer la vitesse du skieur 'B' sur la descente.
On donnera la réponse en \(km \mathord{\cdot} h^{-1}\) avec 3 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
À l'aide des réponses précédentes, déterminer la distance qui sépare les deux skieurs à l'arrivée du plus rapide.
On donnera la réponse en \(m\) avec 3 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.

Exercice 4 : Vitesse sous forme fractionnaire

Un hérisson avance dans la nuit à une vitesse moyenne de \(\dfrac{2}{5} km\mathord{\cdot}h^{-1}\). Il se trouve à \(\dfrac{5}{4} km\) d'une cabane. En conservant le même rythme de déplacement, combien de temps lui faudra-t-il pour parvenir à la cabane ?

Donner ce résultat en heures sous la forme d'une fraction et suivie de l'unité.
Convertir ce résultat en heures et minutes.
On arrondira le résultat à la minute près.

Exercice 5 : Vitesse moyenne de course à pied

L'athlète Hicham El Guerrouj détient deux records du monde personnels, sur 1500 m en 3 min et 26 s et sur 1609,34 m en 3 min et 43,13 s.

Quelle est la vitesse sur 1500 m de Hicham El Guerrouj ?
On donnera la réponse en \(m \mathord{\cdot} s^{-1}\) avec 4 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
Quelle est cette vitesse en \(km \mathord{\cdot} h^{-1}\) ?
On donnera la réponse avec 4 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
Quelle est la vitesse sur 1609,34 m de Hicham El Guerrouj ?
On donnera la réponse en \(m \mathord{\cdot} s^{-1}\) avec 4 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
Quelle est cette vitesse en \(km \mathord{\cdot} h^{-1}\) ?
On donnera la réponse avec 4 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.

Exercice 6 : Calcul de vitesse et distance d'un coureur

Pendant l'entraînement, un entraîneur souhaite connaître l'évolution de la vitesse d'un coureur. Toutes les 30 foulées effectuées, il compte la durée correspondante. Chaque foulée mesure en moyenne \(133 cm\). Ci-dessous un échantillon des valeurs obtenues.

Durée (\(s\))\(4,87\)\(4,81\)\(5,05\)\(5,39\)\(5,39\)\(4,81\)


Quelle distance est parcourue toutes les 30 foulées ?
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Quelle est la distance totale parcourue sur cet échantillon ?
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
Calculer la vitesse du coureur pour une durée de \(539/100s\).
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.

Exercice 7 : Vitesse uniforme et tableur

On laisse tomber une bille dans une éprouvette graduée remplie d'huile. Cette bille est suffisament petite pour être assimilée à un point. On déclenche un chronomètre lorsque la bille passe devant la graduation \(330 mL\).

Sachant que sur l'éprouvette, chaque graduation est espacée de \(4 cm\), et correspond à un volume de \(20 mL\), compléter la partie manquante du tableau donnant la distance parcourue par la bille.

{"data": [[330, 290, 250, 210, 170], [0, 5, 10, 15, 20], [0.0, "?", "?", "?", "?"]], "header_left": ["Graduation (\\(mL\\))", "Temps (\\(s\\))", "Distance (\\(cm\\))"]}
Calculer la vitesse de chute de la bille.
On donnera la réponse avec 3 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.

Exercice 8 : Calcul de période et de fréquence contextualisés

Un infirmier mesure le pouls régulier d’une patiente. Il compte 24 battements en 10 s.

Calculer la période des battements cardiaque en seconde.
On donnera un résultat avec 2 chiffres significatifs suivi de l'unité qui convient.
En déduire la fréquence des battements.
On donnera un résultat avec 2 chiffres significatifs suivi de l'unité qui convient.

Exercice 9 : Calcul de vitesse

Constantina conduit sa voiture à vitesse constante pour se rendre à Triffouilly-les-Oies.
À \(11h00\), elle croise un panneau lui indiquant qu'il lui reste \(197 km\) à parcourir.
Puis, à \(12h38\), un second panneau lui indique qu'il lui reste \(67 km\) avant d'arriver.

À quelle vitesse roule la voiture de Constantina ?
La réponse est attendue en \(m \cdot s^{-1} \) ainsi qu'avec 3 chiffres significatifs.
En continuant à cette vitesse, à quelle heure Constantina arrivera-t-elle à Triffouilly-les-Oies ?
On donnera un résultat arrondi à la minute.

Exercice 10 : Mouvement d'un point grâce à des coordonnée

Un élève a représenté les positions successives occupées par un point en mouvement toutes les \(0,10s\). Malheureusement, son tracé est incomplet.

Déterminer 'A', sachant que le premier point a pour coordonnée \((20,25; 9)\) et le dernier \((121,5; 54)\).

On donnera le résultat suivi de l'unité qui convient.

Compléter le tableau.

{"header_top": [1, 2, 3, 4, 5, 6], "header_left": ["\\(y (cm)\\)", "\\(x (cm)\\)"], "data": [["9", "?", "?", "?", "?", "54"], ["20,25", "?", "?", "?", "?", "121,5"]]}

Exercice 11 : Évolution d'une vitesse par rapport à un référentiel

Sur une ligne droite d'une course de Formule 1, le pilote de la voiture 'A' est positionné devant celui de la voiture 'B' mais se fait rattraper. Plusieurs caméras filment cette course mais seulement l'une d'entre elle nous intéresse. Cette caméra est sur le capot de la voiture 'A' et filme son pilote. On supposera que les deux véhicules accélèrent dans le référentiel terrestre.


Selon quel référentiel la caméra est-elle immobile ?
Quelle est l'évolution de la vitesse du pilote 'A' obtenue par cette caméra ?

Exercice 12 : Vitesses et tableur

Une voiture se déplace sur un sol parfaitement horizontal. Un logiciel de traitement permet l'analyse du mouvement par pointage des positions successives occupées par un point de la voiture au cours de son mouvement. Après étalonnage, il donne les coordonnées de ces points, dont les valeurs sont portées dans un tableur.

abcdefghij
1t(\(s\))012345678
2x(\(m\))02,9918,230,546,164,686110,5
3y(\(m\))000000000
4v(\(m \mathord{\cdot} s^{-1}\))X2,96,19,212,315,618,521,424,5


Quelle est la nature du mouvement de cette voiture ?
Calculer la vitesse moyenne du trajet.
On donnera la réponse en \(m \mathord{\cdot} s^{-1}\) avec 3 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.

Exercice 13 : Nature du mouvement d'un objet

Dans les questions suivantes, les mouvements sont effectués dans un plan et l'axe d'observation de la scène est perpendiculaire à ce plan.

Sélectionner la situation dont le centre de l'objet décrit une trajectoire curviligne.
Sélectionner la situation dont le centre de l'objet décrit un mouvement uniforme.

Exercice 14 : Placer un repère en fonction d'un tableau

Sur une plateforme inclinée, on filme le mouvement du centre d'un objet initialement au point A.


La caméra enregistre 25 images par seconde. Les valeurs des coordonnées x et y du centre de l'objet sont données dans le tableau ci-dessous.

x (\(cm\))9,79,18,47,66,75,84,9
y (\(cm\))00,61,32,133,94,8


Quel repère nous permet d'obtenir ces coordonnées ?

Exercice 15 : À l'aide d'un graphique identifier si un mouvement est uniforme, accéléré ou ralenti

On cherche à étudier l'évolution de la vitesse d'un objet en mouvement suivant une trajectoire rectiligne.
Pour cela on note sur un schéma à l'échelle la position de l'objet à intervalle de temps régulier.

Que peut-on dire de l'objet ?

Exercice 16 : À l'aide d'un graphique identifier une trajectoire

Le graphique ci-dessous représente la position d'un objet à intervalle de temps régulier.

Que peut-on dire de la trajectoire de l'objet ?
Fix

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