QCM N° 11 Mouvement et deuxième loi de Newton

QCM N° 11 Mouvement et deuxième loi de Newton Les vecteurs position, vitesse et accélération Des exemples de mouvements La deuxième loi de Newton. AIDE Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).
A : Un motard effectue un essai sur une ligne rectiligne. M est un point du système {moto et motard} d’abscisse x.			B : On a représenté les positions à intervalles de temps réguliers d’un point P pris sur le plateau horizontal d’un manège en mouvement de rotation autour d’un axe vertical.

	Énoncé	A	B	C	R
1	Dans la situation A, la distance parcourue par la moto 3 s après le départ est :	d = 20,7 m	d = 6,9 m	d = 10,4 m	A
2	Dans la situation A, la vitesse de la moto est donnée par la relation :	v (t) = 2,3 t	v (t) = 4,6 t	v (t) = 4,6 t + 2,3	B
3	Dans la situation B, le vecteur vitesse du point P :	Est un vecteur constant	A une valeur constante	Varie au cours du temps	BC
4	D’après la situation B, le vecteur accélération du point P :	Est dirigé vers le centre de la trajectoire	A une valeur égale à	A une valeur égale à , avec R le rayon du cercle	AC
5	Dans la situation A, le mouvement du point M du système est :	Rectiligne uniforme	Rectiligne uniformément accéléré	Curviligne varié	B
6	Dans la situation B, le mouvement du point P du système est circulaire :	uniforme	Uniformément accéléré	Uniformément retardé	A
7	Le centre de masse G d’un système :	Est un point quelconque choisi d’un système	Est le seul point du système où peut toujours s’appliquer le principe d’inertie	a en général un mouvement plus simple que les autres points	BC
8	La deuxième loi de Newton est donnée par la relation :				AB
9	Dans la situation B, la somme des forces appliquées au point P est :	Colinéaire et de même sens que le vecteur accélération	Perpendiculaire et de même sens que le vecteur accélération	Dirigée vers le centre de la trajectoire	AC
10	Lorsqu'un système est animé d'un mouvement circulaire uniforme	Son vecteur vitesse est constant	Son vecteur accélération est constant	Son vecteur accélération est centripète	C

- L’association du repère avec le référentiel d’étude est notée : repère

- Le point M (x, y) est repéré grâce à ses coordonnées :

- Il représente les variations du vecteur position pendant l’intervalle de temps Δt.

- Pour connaître les coordonnées du vecteur vitesse, on dérive le vecteur position par rapport au temps :

- Origine : position occupée par le point mobile à l'instant considéré t.

- Direction : tangente à la trajectoire au point considéré.

- Sens : celui du mouvement à cet instant.

- Valeur : celle de la vitesse instantanée à cet instant.

- Comme pour le vecteur vitesse :

- Pour connaître les coordonnées du vecteur accélération, on dérive le vecteur vitesse par rapport au temps :

	Ou plus simplement
	Valeur en mètre (m)
dt	Valeur en seconde (s)
	Valeur en mètre par seconde (m . s^–1)

	Ou plus simplement
	Valeur en mètre (m . s^–1)
dt	Valeur en seconde (s)
	Valeur en mètre par seconde au carré (m . s^–2)

Chronophotographie d’un mouvement rectiligne uniforme
Représentation graphique de la coordonnée x de la position en fonction du temps Le coefficient directeur de la portion de droite tracée est égal à la valeur de la vitesse v du mobile.
Représentation graphique de la coordonnée v_x de la vitesse en fonction du temps
Représentation graphique de l’accélération a_x en fonction du temps

	Vecteur position	Vecteur vitesse	Vecteur accélération

Équations horaires	x (t) = v_0x . t + x₀	v_x (t) = v_0x	a_x (t) = 0

Chronophotographie du mouvement uniformément accéléré
Représentation graphique de la coordonnée x de la position en fonction du temps
Représentation graphique de la coordonnée v_x de la vitesse en fonction du temps
Représentation graphique de l’accélération a_x en fonction du temps

- L’association du repère avec le référentiel d’étude est notée :

- Le point M (x, y) est repéré grâce à ses coordonnées :

-

- Il représente les variations du vecteur position pendant l’intervalle de temps Δt.

- Origine : position occupée par le point mobile à l'instant considéré t.

- Direction : tangente à la trajectoire au point considéré.

- Sens : celui du mouvement à cet instant.

- Valeur : celle de la vitesse instantanée à cet instant.

- Comme pour le vecteur vitesse :

-

- Dans un référentiel donné, un système est animé d’un mouvement circulaire non uniforme,

- Si sa trajectoire est une portion de cercle de rayon R

- Et si la valeur de l’accélération n’est pas constante.

- À chaque instant, le vecteur accélération se décompose en deux vecteurs :

-

- Un référentiel galiléen est un référentiel dans lequel le principe de l’inertie est vérifié.

- Le centre de masse G d’un système est l’unique point de ce système où peut toujours s’appliquer le principe d’inertie.

- On ramène l’étude du mouvement d’un système à celle de son centre de masse G.

- On considère que toute la masse m du système est concentrée en G.

- L’étude du mouvement du système est plus simple.

- Cas d’un système immobile.

- Cas particulier du système immobile :

- Il découle de ceci que :

- Ceci traduit le Principe d’inertie (première loi de Newton).

- Le principe d’inertie apparaît comme un cas particulier de la deuxième loi de Newton.

Mouvement	Circulaire uniforme
Vecteur vitesse	Direction : variable et tangente à la trajectoire
	Sens : celui du mouvement
	Valeur : v = constante
	Unité : m . s^–1
Vecteur accélération :	Direction : variable et perpendiculaire à la trajectoire
	Sens : vers le centre de la trajectoire
	Valeur :
	Unités : v : m . s^–1 ; R : m et a : m . s^–2

Vecteur accélération		Le vecteur accélération tangentielle	Le vecteur accélération normale

	Direction	Tangent à la trajectoire au point considéré	Centripète
	Sens	Orienté dans le sens du mouvement	Orienté vers le centre du cercle
	Valeur	C’est la dérivée par rapport au temps de la valeur de la vitesse v

Mouvement	Circulaire uniforme non uniforme
Vecteur vitesse	Direction : variable et tangente à la trajectoire
	Sens : celui du mouvement
	Valeur : v = variable
	Unité : m . s^–1
Vecteur accélération : ou	Direction : variable et non perpendiculaire à la trajectoire
	Sens : vers l’intérieur de la trajectoire
	Valeur :
	Unités : v : m . s^–1 ; R : m et a : m . s^–2