Exercices pour le cours de physique de Feynman
Exercice 4.8 Soit un point de la surface de la Terre situé sur l’équateur :
(a) Quelle est sa vitesse relative v par rapport au centre de la Terre ?
(b) Quelle est sa fréquence angulaire ω ?
(c) Quel est le rapport entre son accélération radiale a provenant du mouvement circulaire et l’accélération de la pesanteur g ?
Exercice 4.9 Une fusée Corporal tirée verticalement a eu une accélération verticale
constante de 2g pendant la combustion de son carburant, qui a duré 50 secondes. En
négligeant la résistance de l’air et la variation de g avec l’altitude,
(a) Dessiner un diagramme v-t pour l’ensemble du voyage de la fusée.
(b) Calculer la hauteur maximum atteinte H max .
(c) Calculer le temps total T écoulé entre la mise à feu de la fusée et son retour sur
Terre.
Exercice 4.10 Lors d’une expérience de cours, une petite bille d’acier rebondit sur
une plaque en acier. À chaque rebond sur la plaque, la vitesse de la bille est réduite d’un
facteur e dans le rebond, c’est-à-dire v haut = ev bas .
Si la bille a été initialement lâchée d’une hauteur de 50 cm au-dessus de la plaque à
l’instant t = 0, et si 30 secondes plus tard un micro laisse entendre que tout rebond a
cessé, quelle était la valeur de e ?
Exercice 4.11 Un projectile est tiré au-dessus d’un terrain horizontal à une vitesse
initiale v 0 , à un angle θ avec l’horizontale. (On néglige la résistance de l’air.)
(a) Trouver la hauteur maximum atteinte H max et la portée R.
(b) À quel angle ce projectile doit-il être tiré pour atteindre sa portée maximale ?
Exercice 4.12 Un champion de tir à l’arc atteint le centre d’une cible montée sur un
mur à une distance L et à une hauteur h au-dessus de son arc. En déduire la relation entre
la vitesse V à laquelle la flèche a quitté l’arc, l’angle initial de la flèche avec l’horizontale θ, la hauteur et la distance de la cible que le tireur connaissait avant de tirer, bien
évidemment.
Note : Le tireur n’a pas négligé la résistance de l’air, mais vous pouvez le faire.
Exercice 4.13 Un garçon jette une balle en l’air à un angle de 70 ◦ avec l’horizontale,
et elle passe à l’horizontale par une fenêtre ouverte, à 10 mètres au-dessus de son épaule.
(a) Quelle était la vitesse v de la balle lorsqu’elle a quitté sa main ?
(b) Quel était le rayon de courbure R de sa trajectoire lorsqu’elle est passée par la
fenêtre ?
Pouvez-vous trouver le rayon de courbure de la trajectoire à tout instant ?
Exercice 4.14 Un petit caillou est coincé dans le dessin d’un pneu de rayon R. Si ce
pneu roule à une vitesse V sans glisser sur une route horizontale, et que le caillou touche
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Exercice 4.8 Soit un point de la surface de la Terre situé sur l’équateur :
(a) Quelle est sa vitesse relative v par rapport au centre de la Terre ?
(b) Quelle est sa fréquence angulaire ω ?
(c) Quel est le rapport entre son accélération radiale a provenant du mouvement circulaire et l’accélération de la pesanteur g ?
Exercice 4.9 Une fusée Corporal tirée verticalement a eu une accélération verticale
constante de 2g pendant la combustion de son carburant, qui a duré 50 secondes. En
négligeant la résistance de l’air et la variation de g avec l’altitude,
(a) Dessiner un diagramme v-t pour l’ensemble du voyage de la fusée.
(b) Calculer la hauteur maximum atteinte H max .
(c) Calculer le temps total T écoulé entre la mise à feu de la fusée et son retour sur
Terre.
Exercice 4.10 Lors d’une expérience de cours, une petite bille d’acier rebondit sur
une plaque en acier. À chaque rebond sur la plaque, la vitesse de la bille est réduite d’un
facteur e dans le rebond, c’est-à-dire v haut = ev bas .
Si la bille a été initialement lâchée d’une hauteur de 50 cm au-dessus de la plaque à
l’instant t = 0, et si 30 secondes plus tard un micro laisse entendre que tout rebond a
cessé, quelle était la valeur de e ?
Exercice 4.11 Un projectile est tiré au-dessus d’un terrain horizontal à une vitesse
initiale v 0 , à un angle θ avec l’horizontale. (On néglige la résistance de l’air.)
(a) Trouver la hauteur maximum atteinte H max et la portée R.
(b) À quel angle ce projectile doit-il être tiré pour atteindre sa portée maximale ?
Exercice 4.12 Un champion de tir à l’arc atteint le centre d’une cible montée sur un
mur à une distance L et à une hauteur h au-dessus de son arc. En déduire la relation entre
la vitesse V à laquelle la flèche a quitté l’arc, l’angle initial de la flèche avec l’horizontale θ, la hauteur et la distance de la cible que le tireur connaissait avant de tirer, bien
évidemment.
Note : Le tireur n’a pas négligé la résistance de l’air, mais vous pouvez le faire.
Exercice 4.13 Un garçon jette une balle en l’air à un angle de 70 ◦ avec l’horizontale,
et elle passe à l’horizontale par une fenêtre ouverte, à 10 mètres au-dessus de son épaule.
(a) Quelle était la vitesse v de la balle lorsqu’elle a quitté sa main ?
(b) Quel était le rayon de courbure R de sa trajectoire lorsqu’elle est passée par la
fenêtre ?
Pouvez-vous trouver le rayon de courbure de la trajectoire à tout instant ?
Exercice 4.14 Un petit caillou est coincé dans le dessin d’un pneu de rayon R. Si ce
pneu roule à une vitesse V sans glisser sur une route horizontale, et que le caillou touche
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