SCIENCES 10 – RÉVISION MOUVEMENT MRU ET MUA

1. Associez le terme de droite avec sa définition :

a) La mesure en ligne droite entre le point de départ et le point d’arrivée. __11___

b) La mesure du chemin parcouru. ___4__

c) C’est la partie de la physique qui étudie les aspects du mouvement. __5___

d) C’est un mouvement dont l’accélération est constante. __6___

e) C’est un changement de vitesse par rapport au temps. __3___

f) Une quantité qui demande d’être exprimée au moyen d’une grandeur d’une unité et d’une orientation. __14___

g) C’est le chemin ou le trajet parcouru par un mobile. __9___

h) C’est un mouvement en ligne droite et à une vitesse constante. __1___

i) Est un vecteur qui remplace les autres vecteurs et qui produit exactement le même effet. ___10__

j) C’est la partie de la physique qui étudie les causes du mouvement. __2___

k) C’est le rapport entre une distance parcourue et le temps mis à parcourir cette distance. ___7__

l) Une quantité qui s’exprime au moyen d’une grandeur et d’un unité. __8___

m) C’est le cas d’une diminution de vitesse, c’est-à-dire une accélération négative. __12___

o) Est le rapport entre l’accroissement de la variable sur y et l’accroissement de la variable sur x. __13___

1. Mouvement rectiligne uniforme (MRU)

2. Dynamique

3. Accélération

4. Distance

5. Cinématique

6. Mouvement uniformément accéléré (MUA)

7. Vitesse

8. Quantité scalaire

9. Trajectoire

10. Vecteur résultant

11. Déplacement

12. Décélération

13. Pente

14. Quantité vectorielle

2. Faites les conversions demandées :

a) 36 km/h = 10 m/sb) 12,5 m/s = 45 km/hc) 2345 m = 2,345 kmd) 1h34m = 1,57 h

e) 78 min = 1,30 hf) 0,87 h = 3132 sg) 95 km/h = 26,4 m/sh) 34 m/s = 122,4 km/h

3. On laisse tomber un objet du haut d’un immeuble. L’objet prend 2,04 secondes pour frapper le sol. Détermine : a) la vitesse de l’objet juste avant l’impact ; -20,0 m/s

Données Formulev⃑i = 0 m/sv⃑ f = ? m/s∆ t= 2,04 sa⃑ = -9,8 m/s2

v f=v i+a⃑∆ t

v f=0−9,8×2 ,04

v f=−20,0m /s

b) la hauteur de l’immeuble. -20,4 m

Données Formulev⃑i = 0 m/s (calculé à la a))v⃑ f = −20 ,0 m/s∆ t= 2,04 sd = ? m

d=( v f+v i2 )∆ t

d=(−20 ,0+02 )2 ,04

d=−20,4m

L’immeuble est 20,4 mètres de haut.

4. Mélanie roule en bicyclette à 20 km/h. Combien de mètres par seconde?

Vitesse = 20 km/h / 3.6 = 5,56 m/s

5. Après l’école, Lise et Carole quittent pour se rendre à leur domicile. Lise se déplace à une vitesse uniforme de 6 m/s [O], tandis que Carole se déplace à une vitesse uniforme de 4 m/s [E]. Si leur trajectoire est en ligne droite et en sens opposé, quelle sera la distance qui se séparera après 50 secondes ? d = 500 m

Données (Lise) Formulev=6m /s [O]t = 50 sd = ?

d=v ×t

d=6×50

d=300m[O ]

Données (Carole) Formulev=4m /s [E]t = 50 sd = ?

d=v ×t

d=4×50

d=200m[E]Donc, la distance qui sépare Lise et Carole de leur point initiale est 500 mètres (300 + 200).

6. Pierre roule en voiture à 95 Km/h lorsqu’il aperçoit un objet sur la route directement devant lui. Il freine immédiatement et après avoir parcouru une distance de 75 m, immobilise complètement sa voiture. Quelle est l’accélération de la voiture ?

a = -4,65 m/s2

Données Formulev⃑i = 95 km/h = 26,4 m/sv⃑ f = 0 m/s∆ t= ?

d=75ma = ?

d= (Vf +Vi ) t2

75= (0+26,4 ) t2

2×75=(0+26,4 )t

15026,4

=(26,4 ) t26,4

5,68 s=t

Maintenant qu’on a trouvé le temps, on peut calculer l’accélération.

a=Vf−Vit

=0−26,45,68

a=−4,65m / s2

7. Mathieu part du Tim Horton sur la rue Elmwood et parcourt une distance de 3 km en 3,6 minutes. Quelle est sa vitesse moyenne en m/s?

V = 50 km/h

Données Formulev=?

d = 3 kmt = 0,06 h

v=dt

v= 30,06

v=50km /h

8. Marco laisse tomber une roche du haut d’une falaise. À quelle vitesse frappera-t-elle le sol si elle met 2,3 secondes à parcourir cette distance? Calcule cette distance ?

Vf = -22,5 m/sd = -25,9 m

Données Formulev⃑i = 0 m/sv⃑ f = ? m/s∆ t= 2,3 sa⃑ = -9,8 m/s2

v f=v i+a⃑∆ t

v f=0−9,8×2 ,3

v f=−22,54m /s

La vitesse de la roche avant de frapper le sol est de 22,54 m/s.

Données Formulev⃑i = 0v⃑ f = -22,54 m/s∆ t= 2,3 s

d=?

d= (Vf +Vi ) t2

d= (0−22,54 )2,32

d=−51,842

d=−25,9m

Lahauteur de la falaise est de25,9mètres .

9. Deux voitures se déplacent vers la droite. L’une a une vitesse de 30 km/h et l’autre a une vitesse de 70 km/h. Si l’on chronomètre les 2 voitures pendant 85 secondes, quelle sera la distance entre les 2 voitures après ce temps?

d = 944 m

Données (Voiture 1) Formule

v=30 kmh

=8,33 ms[droite ]

t = 85 sd = ?

d=v ×t

d=8,33×85

d=708m [d roite ]

Données (Voiture 2) Formule

v=70 kmh

=19,44 ms

[droite ]

t = 85 sd = ?

d=v ×t

d=19,44×85

d=1652m [droite ]

Tandis que les deux voitures vont dans la même direction, la distance qui les sépare est de 944 mètres. (1652 – 708)

10.Jamie a une masse de 80 kg et Daniel a une masse de 95 kg. Ils travaillent à Hollywood comme « stuntman » (cascadeurs). Si les deux individus se laissent tomber du haut d’un édifice en même temps. Si on néglige la résistance du vent, est-ce que Daniel frappera le matelas protecteur avant Jamie? Pourquoi?

Non, parce que les deux personnes ont la même accélération (9,8 m/s2) pendant leur chute.

11.En te référant au graphique ci-dessous, décris le mouvement du mobile.

Le mobile accélère de sa vitesse initiale pendant un certain temps.

Il demeure à cette vitesse (vitesse constante) pendant une certaine période de temps.

Sa vitesse diminue (accélération négative) jusqu’à ce qu’il s’immobilise.

12.Julien participe à une chasse au trésor dans la forêt. Il doit faire deux déplacements : l’un de 500 m vers le nord et l’autre de 600 m vers le sud. Quel est son déplacement ? Quelle est sa distance parcourue ?

Déplacement = 100 m vers le sud (600 [S ]−500m [N ]¿Distance = 1100 m (600 + 500)

13. Lorsqu’une balle arrive au sol, elle possède une vitesse de 36 km/h. À quelle vitesse fut-elle lancée vers le bas, si elle a pris 0,8s pour parcourir cette distance ?

Vi = -2,16 m/s

Données Formulev⃑i = ? m/sv⃑ f = - 36 km/h = - 10 m/s∆ t= 0,8 sa⃑ = -9,8 m/s2

vi=v f− a⃑∆ t

vi=−10+9,8×0,8

vi=−2,16m /s

14.Un objet est lancé du sol, verticalement vers le haut à une vitesse de 39,2 m/s. Jusqu’à quelle hauteur maximale par rapport au sol cet objet va-t-il monter ?

d = + 78,4 m

Vitesse (m/s)

Temps (s)

Données Formulev⃑i = 39,2 m/sv⃑ f = 0 m/s∆ t= ? sd = ? ma⃑ = -9,8 m/s2

t=Vf−Via

t=0−39,2−9,8

=4 s

Maintenant que nous avons trouvé le temps, nous pouvons calculer la hauteur.

d=( v f+v i2 )∆ t

d=( 0+39,22 )4d=78,4m

La hauteur maximale atteint est de 78,4 m.

15.Un objet lancé du sol, verticalement ver le haut à une vitesse de 30 m/s. Combien de temps s’écoule avant que l’objet frappe le sol à nouveau ?

t = 6,12 s

Données Formulev⃑i = 30,0 m/sv⃑ f = 0 m/s∆ t= ? sa⃑ = -9,8 m/s2

t=Vf−Via

t=0−30,0−9,8

=3,06 s

L’objet prend 3,06 s pour atteindre sa hauteur maximale (aller), donc cela lui prendra un autre 3,06 s pour revenir au sol (retour). L’aller-retour de l’objet est de 6,12 s.

16.Pierre se trouve sur le toit d’un édifice, il lance un objet directement ver le bas à une vitesse de 29,4 m/s. L’objet frappe le sol 2 s plus tard. Quelle est la hauteur de l’édifice ?

d = -78,4 m

Données Formulev⃑i = - 29,4 m/sv⃑ f = ?∆ t= 2,0 s

d=?a⃑ = -9,8 m/s2

v f=v i+a⃑∆ t

v f=−29,4−9,8(2,0)

v f=−49,0m /s

Maintenant qu’on a calculé la vitesse finale, on peut trouver la hauteur de l’édifice.

d= (Vf +Vi ) t2

d= (−49,0−29,4 ) 2,02

d=−78,4m

Lahauteur d ' édifice est de78,4mètres .

17.De la fenêtre de sa chambre, Juliette laisse tomber une brique. Cette brique met 0,8 s pour atteindre le sol. De quelle hauteur la brique est-elle tombée ?

d = -3,14 m

Données Formulev⃑i = 0 m/sv⃑ f = ?∆ t= 0,8 s

d=?a⃑ = -9,8 m/s2

v f=v i+a⃑∆ t

v f=0−9,8 (0,8)

v f=−7,84m /s

Maintenant qu’on a calculé la vitesse finale, on peut trouver la hauteur que la brique a tombée.

d= (Vf +Vi ) t2

d= (−7,84−0 )0,82

d=−3,14m

Lahauteur est de3 ,14mètres .

18.Cody lance une balle verticalement vers le haut. Si elle met 4s à revenir jusqu’à sa main, quelle sera la hauteur maximale atteinte?

d = 19,6 m

Données Formulev⃑i = ? m/sv⃑ f = 0 m/s∆ t= 2 s

d=?a⃑ = -9,8 m/s2

***Si la balle prend 4s à revenir dans sa main, cela lui prendra la moitié du temps (2s) à atteindre sa hauteur maximale.***

vi=v f− a⃑∆ t

vi=0+9,8 (2)

vi=+19,6m /s

Maintenant qu’on a calculé la vitesse initiale, on peut trouver la hauteur que la brique a tombée.

d= (Vf +Vi ) t2

d= (0+19,6 )22

d=+19,6m

La hauteur maximale est de 19,6 mètres.

19.Adriel remarque sur l’indicateur qu’il roule à une vitesse de 60 km/h lorsqu’il passe devant le centre d’achat. Peut-on qualifier cette vitesse de 60 km/h une vitesse moyenne ou une vitesse instantanée?

C’est la vitesse de la voiture à un temps précis (au moment même), donc c’est une vitesse instantanée.

20.Michelle s’entraine pour une compétition de cross-country. De chez elle, elle court 7,5 km en 39 min pour se rendre à l’école. Après une période de repos de 10 min, elle retourne chez elle en marchant ce qui lui prend 1h05 min. Quelle a été sa vitesse moyenne durant cet aller-retour ?

Vmoy = 7,89 km/h

Données (Aller) Formulevmoy=?

t tot=¿39 min (aller) + 10 min repos) + 1h05 min (retour)

t tot=0,65h+0,17h+1,08ht tot=1,90h

d tot=¿ 7,5 km (aller) + 7,5 km (retour)

d tot=15 km

vmoy=d totttot

vmoy=15km1,90h

vmoy=7,89 km /h

21.Un motocycliste, roulant à la vitesse de 30 m/s, voit un obstacle à 100 m en avant de lui et applique immédiatement les freins. Il frappe quand même l’obstacle 5s plus tard. À quelle vitesse se déplaçait le motocycliste au moment de la collision ?

Vf = 10 m/s

Données Formulev⃑i = 30 m/sv⃑ f = ?∆ t= 5,0 s

d=100m

d= (Vf +Vi ) t2

100= (Vf +30 ) 5,02

200=(Vf +30 )5,0

200=5,0Vf +150200−150=5,0Vf +150 -150

50=5,0Vf

505,0

=5,0Vf5,0

Vf=10m /s

La vitesse de la voiture juste avant la collision était de 10 m/s.

22.Un avion atterrissant à la vitesse de 100 m/s parcourt 1000 m de piste avant de s’immobiliser. Pendant combien de temps cet avion a-t-il roulé sur la piste ?

t = 20 s

Données Formulev⃑i = 100 m/sv⃑ f = 0 m/s∆ t= ?

d=1000m

d= (Vf +Vi ) t2

1000= (0+100 ) t2

1000×2= (0+100 ) t2

×2

2000=(0+100 ) t

2000=100t

2000100

=100 t100

t=20 s

L’avion roule sur la piste

pendant 20 s.

23.Utilise le graphique suivant pour répondre aux questions :

a) Trouve l’accélération du mobile entre la 6e et la 9e seconde.a = -6,67 m/s2

Données Formulev⃑i = 40 m/sv⃑ f = 20 m/s

a=Vf−Vit

∆ t= 9 s – 6 s = 3 sa⃑ = ?

a=20−403

=−6,67m /s2

b) Trouve l’accélération du mobile pendant les trois premières secondes.a= 13,33 m/s2

Données Formulev⃑i = 0 m/sv⃑ f = 4 0 m/s∆ t= 3 s – 0 s = 3 sa⃑ = ?

a=Vf−Vit

a=40−03

=13,33m /s2

c) Trouve l’accélération de la voiture entre la 9e et 12e seconde.a = , vitesse constante

Durant ce temps, la vitesse de la voiture est constante. Donc, l’accélération est nulle. La voiture n’accélère pas entre 9 et 12

secondes.

d) Trouve la distance totale parcourue par le mobile durant les 15 secondes du trajet.

dtot = 360 m

Données (de 0 à 3 secondes) Formule

v⃑i = 0 m/s

v⃑ f = 40 m/s∆ t= 3 s – 0 s = 3 s

d=?

d= (Vf +Vi ) t2

d= (40+0 )32

d=60m

Données (de 3 à 6 secondes) Formule

v⃑ = 40 m/s∆ t= 6 s – 3 s = 3 s

d=?d=v ×t

d=40×3

d=120m

Données (de 6 à 9 secondes) Formule

v⃑i = 40 m/sv⃑ f = 20 m/s∆ t= 9 s – 6 s = 3 s

d=?

d= (Vf +Vi ) t2

d= (20+40 ) 32

d=90m

Données (de 9 à 12 secondes)

Formule

v⃑ = 20 m/s∆ t= 12 s – 9 s = 3 s

d=?d=v ×t

d=20×3

d=60m

Données (de 15 à 12 secondes) Formule

v⃑i = 20 m/sv⃑ f = 0 m/s∆ t= 15 s – 12 s = 3 s

d=?

d= (Vf +Vi ) t2

d= (0+20 )32

d=30m

Donc, la distance totale est la somme de toutes les distances calculées.

dtot = 60 + 120 + 90 + 60 30 = 360 m

La distance totale de cette trajectoire est de 360 mètres.

***FIN DU CORRIGÉ***