Exercices pour le cours de physique de Feynman
Exercice 8.8 Un proton se déplaçant le long de l’axe x à la vitesse v 0 = 1,00 ×
10 7 m s −1 subit une collision élastique avec un noyau de béryllium (Be) au repos. Après
la collision, on constate que le noyau de béryllium se déplace dans le plan xy avec un
angle 30 ◦ par rapport à l’axe x. Trouver :
(a) La vitesse v 2 du noyau de Be dans le système du laboratoire,
(b) La vitess finale u
1 du proton dans le système du laboratoire,
(c) La vitesse finale u
1 du proton dans le système du CM.
Note : On supposera que le rapport des masses du noyau de Be et du proton est 9 : 1.
Exercice 8.9 Un palet circulaire sur coussin d’air de masse 100 g et de rayon 2,00 cm
se déplace à 150 cm s −1 sur une table horizontale, lorsqu’il entre en collision avec un
autre palet au repos, de masse 200 g et de rayon 3,00 cm. À l’instant de la collision, la
droite joignant les centres des deux palets fait un angle de 60 ◦ avec la direction originale
du palet de 100 g. S’il n’y a pas de frottements avec la table ou entre les palets, trouver
les vitesses u 1 et u 2 de chaque palet après la collision.
Exercice 8.10 Un objet de masse m 1 , se déplaçant à une vitesse linéaire v dans le
système d’un laboratoire, entre en collision avec un objet de masse m 2 , au repos dans
ce laboratoire. Après la collision, on observe qu’une fraction |ΔT /T | CM = 1 − α 2 de
l’énergie cinétique dans le système du CM a été perdue lors de la collision. Quelle était
la fraction |ΔT /T | lab de l’énergie perdue dans le système du laboratoire ?
Exercice 8.11
(a) Une particule de masse m subit une collision parfaitement élastique avec une particule au repos de masse M > m. La particule incidente est déviée d’un angle de 90 ◦ .
À quel angle θ par rapport à la direction initiale de m la particule plus massive
recule-t-elle ?
(b) Si, lors de la collision, une fraction (1 − α 2 ) de l’énergie dans le CM est perdue,
quel est l’angle de recul de la particule initialement au repos ?
Exercice 8.12 Un proton d’énergie cinétique de 1 MeV entre en collision élastique
avec un noyau au repos et sa vitesse est déviée de 90 ◦ . Si l’énergie de ce proton est
de 0,8 MeV après la collision, quelle était la masse M du noyau cible, en unités de la
masse du proton m p ?
Exercice 8.13 Un palet de masse 1 kg et de vitesse v 1 = 6 m s −1 entre en collision
avec un palet au repos de masse 2 kg. Après la collision, le palet de 1 kg se déplace à 45 ◦
au Nord-Est de sa direction initiale à la vitesse v
1 = 2
√
2 m s −1 .
(a) Quelle est la vitesse u
2 du palet de 2 kg après l’impact ?
(b) Quelle fraction α de l’énergie cinétique a été perdue dans le système du CM ?
(c) À quel angle θ le palet de 1 kg a-t-il été défléchi dans le système du CM ?
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Exercice 8.8 Un proton se déplaçant le long de l’axe x à la vitesse v 0 = 1,00 ×
10 7 m s −1 subit une collision élastique avec un noyau de béryllium (Be) au repos. Après
la collision, on constate que le noyau de béryllium se déplace dans le plan xy avec un
angle 30 ◦ par rapport à l’axe x. Trouver :
(a) La vitesse v 2 du noyau de Be dans le système du laboratoire,
(b) La vitess finale u
1 du proton dans le système du laboratoire,
(c) La vitesse finale u
1 du proton dans le système du CM.
Note : On supposera que le rapport des masses du noyau de Be et du proton est 9 : 1.
Exercice 8.9 Un palet circulaire sur coussin d’air de masse 100 g et de rayon 2,00 cm
se déplace à 150 cm s −1 sur une table horizontale, lorsqu’il entre en collision avec un
autre palet au repos, de masse 200 g et de rayon 3,00 cm. À l’instant de la collision, la
droite joignant les centres des deux palets fait un angle de 60 ◦ avec la direction originale
du palet de 100 g. S’il n’y a pas de frottements avec la table ou entre les palets, trouver
les vitesses u 1 et u 2 de chaque palet après la collision.
Exercice 8.10 Un objet de masse m 1 , se déplaçant à une vitesse linéaire v dans le
système d’un laboratoire, entre en collision avec un objet de masse m 2 , au repos dans
ce laboratoire. Après la collision, on observe qu’une fraction |ΔT /T | CM = 1 − α 2 de
l’énergie cinétique dans le système du CM a été perdue lors de la collision. Quelle était
la fraction |ΔT /T | lab de l’énergie perdue dans le système du laboratoire ?
Exercice 8.11
(a) Une particule de masse m subit une collision parfaitement élastique avec une particule au repos de masse M > m. La particule incidente est déviée d’un angle de 90 ◦ .
À quel angle θ par rapport à la direction initiale de m la particule plus massive
recule-t-elle ?
(b) Si, lors de la collision, une fraction (1 − α 2 ) de l’énergie dans le CM est perdue,
quel est l’angle de recul de la particule initialement au repos ?
Exercice 8.12 Un proton d’énergie cinétique de 1 MeV entre en collision élastique
avec un noyau au repos et sa vitesse est déviée de 90 ◦ . Si l’énergie de ce proton est
de 0,8 MeV après la collision, quelle était la masse M du noyau cible, en unités de la
masse du proton m p ?
Exercice 8.13 Un palet de masse 1 kg et de vitesse v 1 = 6 m s −1 entre en collision
avec un palet au repos de masse 2 kg. Après la collision, le palet de 1 kg se déplace à 45 ◦
au Nord-Est de sa direction initiale à la vitesse v
1 = 2
√
2 m s −1 .
(a) Quelle est la vitesse u
2 du palet de 2 kg après l’impact ?
(b) Quelle fraction α de l’énergie cinétique a été perdue dans le système du CM ?
(c) À quel angle θ le palet de 1 kg a-t-il été défléchi dans le système du CM ?
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