9. Forces
Exercice 9.16 Un car scolaire à air conditionné s’approche d’un croisement de chemin de fer. Un des enfants a attaché un ballon d’hydrogène à un siège. On observe que
le fil du ballon fait un angle de 30 ◦ avec la verticale dans le sens du mouvement (voir
la figure 9.10). Le chauffeur est-il en train d’accélérer ou de ralentir le car, et de combien ? (Un responsable de la sécurité routière recommanderait-il le chauffeur pour sa
dextérité ?)
Figure 9.10
30 °
Exercice 9.17 Une particule de masse m et de charge q se déplace à la vitesse v dans
un plan perpendiculaire à un champ magnétique B.
(a) Montrer que la particule a une trajectoire circulaire.
(b) Trouver le rayon R du cercle.
(c) Trouver le temps T que met la particule pour faire un tour de cercle.
Ce résultat est important pour manœuvrer un cyclotron. Pourquoi ?
Exercice 9.18 Une masse de 1000 g est suspendue à une corde de 1,5 m de long qui
est attachée à un anneau libre de se déplacer sur une barre horizontale, comme sur la
figure 9.11. Le coefficient de frottement statique entre l’anneau et la barre est 0,75. Une
deuxième corde est attachée à la masse et passe sur une poulie attachée à 2,5 m à gauche
de l’anneau. Des poids W sont attachés à l’autre extrémité de cette corde jusqu’à ce que
l’anneau se mette à glisser.
Figure 9.11
θ
1 , 5
m
2,5 m
Trouver :
(a) la valeur de W lorsque le glissement débute ;
(b) la tension T dans la longueur de 1,5 m de la corde ;
(c) l’angle θ.
Exercice 9.19 La vue latérale d’une forme simplifiée de loquet est montrée sur la
figure 9.12. Le membre inférieur A peut être avancé sur son barillet horizontal. Les parois
latérales des barillets ont des frottements négligeables, mais aux interfaces de A et B, qui
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
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Exercice 9.16 Un car scolaire à air conditionné s’approche d’un croisement de chemin de fer. Un des enfants a attaché un ballon d’hydrogène à un siège. On observe que
le fil du ballon fait un angle de 30 ◦ avec la verticale dans le sens du mouvement (voir
la figure 9.10). Le chauffeur est-il en train d’accélérer ou de ralentir le car, et de combien ? (Un responsable de la sécurité routière recommanderait-il le chauffeur pour sa
dextérité ?)
Figure 9.10
30 °
Exercice 9.17 Une particule de masse m et de charge q se déplace à la vitesse v dans
un plan perpendiculaire à un champ magnétique B.
(a) Montrer que la particule a une trajectoire circulaire.
(b) Trouver le rayon R du cercle.
(c) Trouver le temps T que met la particule pour faire un tour de cercle.
Ce résultat est important pour manœuvrer un cyclotron. Pourquoi ?
Exercice 9.18 Une masse de 1000 g est suspendue à une corde de 1,5 m de long qui
est attachée à un anneau libre de se déplacer sur une barre horizontale, comme sur la
figure 9.11. Le coefficient de frottement statique entre l’anneau et la barre est 0,75. Une
deuxième corde est attachée à la masse et passe sur une poulie attachée à 2,5 m à gauche
de l’anneau. Des poids W sont attachés à l’autre extrémité de cette corde jusqu’à ce que
l’anneau se mette à glisser.
Figure 9.11
θ
1 , 5
m
2,5 m
Trouver :
(a) la valeur de W lorsque le glissement débute ;
(b) la tension T dans la longueur de 1,5 m de la corde ;
(c) l’angle θ.
Exercice 9.19 La vue latérale d’une forme simplifiée de loquet est montrée sur la
figure 9.12. Le membre inférieur A peut être avancé sur son barillet horizontal. Les parois
latérales des barillets ont des frottements négligeables, mais aux interfaces de A et B, qui
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