Physic Labs

Olympiade internationale de physique · Année 2010

Problèmes

  1. Problème 1Deux masses m1=2.0 kgm_1=2.0\,\mathrm{kg} et m2=3.0 kgm_2=3.0\,\mathrm{kg} sont reliées par un fil léger inextensible passant sur une poulie sans masse et sans frottement ; le système part du repos. Prendre g=10 m s−2g=10\,\mathrm{m\,s^{-2}}. Le fil reste tendu et ne glisse pas dans la gorge ; la poulie tourne librement, donc les tensions de ses deux brins sont égales. Les masses se déplacent verticalement : la masse légère monte de la même distance et à la même vitesse que la masse lourde descend. Étudier le mouvement après le lâcher. (a) Déterminer l’accélération de chaque masse et la tension du fil. (b) Calculer leur vitesse après 3.0 s3.0\,\mathrm s. (c) Quelle distance chacune a-t-elle parcourue ?Solutions: 1
  2. Problème 2Une balle est lancée horizontalement du bord d’une falaise de hauteur h=20 mh=20\,\mathrm m avec la vitesse initiale u=15 m s−1u=15\,\mathrm{m\,s^{-1}}. Négliger l’air et prendre g=10 m s−2g=10\,\mathrm{m\,s^{-2}}. Prendre le point de lancement pour origine, l’axe horizontal vers l’avant et l’axe vertical vers le haut. Le sol est situé à la distance verticale hh sous le point de départ ; la balle est ponctuelle et ne rencontre aucun obstacle avant l’impact. Le temps est compté à partir du départ du bord. (a) Déterminer la durée de chute et la portée horizontale. (b) Trouver les composantes de la vitesse juste avant l’impact. (c) Calculer la vitesse d’impact et son angle sous l’horizontale.Solutions: 1
  3. Problème 3Un bloc de masse m=2.0 kgm=2.0\,\mathrm{kg} part du repos et glisse sur s=4.0 ms=4.0\,\mathrm m le long d’un plan incliné à 30∘30^\circ. Le coefficient de frottement cinétique vaut μ=0.20\mu=0.20 ; prendre g=10 m s−2g=10\,\mathrm{m\,s^{-2}}. Le plan est fixe et le bloc reste en contact avec lui pendant toute la descente. Le coefficient μ\mu est constant sur le trajet et le frottement cinétique s’oppose au mouvement. Le bloc se déplace en ligne droite le long du plan, à accélération constante, jusqu’au point final indiqué. (a) Déterminer la réaction normale et l’accélération le long du plan. (b) Calculer la vitesse en bas. (c) Trouver la durée de la descente en supposant l’accélération constante.Solutions: 1