Exercices
 : 

MathsPhysiC

 

Exercices : Troisième 

 

Le cours

 

Choisis la bonne réponse

Recopie en écrivant la bonne proposition.

1) le pH d'une solution acide est supérieur/égal/inférieur à 7.

2) le pH d'une solution basique est supérieur/égal/inférieur à 7.

3) Une solution neutre a un pH supérieur/égal/inférieur à 7 .

 

L'action des solutions acides ou basiques

 

    1) Cite deux matériaux ou substances attaqués par une solution concentrée:

a) d'acide chlorhydrique;

b) de soude.

2) Cite des matériaux non attaqués par les solutions acides ou basiques concentrées.

 

Le danger des solutions acides ou basiques

1) Pourquoi les solutions concentrées de soude ou d'acide chlorhydrique sont-elles dangereuses?

2) Quelles précautions faut-il prendre pour manipuler ces produits?

 

Solutions acides, solutions basiques

Distingue des solutions

Pauline a mesuré le pH de plusieurs solutions d'acide chlorhy­drique, de soude ou d'eau distillée.

 

Solution

1

2

3

4

5

6

7

pH

8,4

3,2

10,2

2,4

7,0

6,1

12.

 

1 a) Quelles sont les solutions d'acide chlorhydrique?

   b) Quelle est la solution d'acide la plus concentrée?

2 a) Quelles sont les solutions de soude?

   b) Quelle est la solution de soude la moins concentrée?

 

Effets de la dilution

,

Etudie l'effet de la dilution

 

1) Dans 1 litre d'eau, Éléonore ajoute 10 ml d'une solution d'acide chlorhydrique dont le pH est égal à 3. le pH de la solution diluée ainsi obtenue est-il:

    a) supérieur, égal ou inférieur à 3 ?.

b) supérieur, égal ou inférieur à 7?

2) Dans 1 litre d'eau, Kamel ajoute 10 ml d'une solution de soude dont le pH est égal à 11.

    le pH de la solution diluée ainsi obtenue est-il:

a) supérieur, égal ou inférieur à 11 ?

b) supérieur, égal ou inférieur à 7?

 

Verse de l'acide dans l'eau

 

Léa veut diluer 10 fois une solution d'acide chlorhydrique de pH = 3,0. Pour cela, elle prélève 10 ml de cette solution, puis les verse dans 90 ml d'eau distillée.

1) la solution obtenue sera-t-elle plus acide ou moins acide que la solution initiale?

2) Elle mesure le pH; la valeur trouvée est-elle égale à 2, 4 ou 8?

 

 Verse de la soude dans l'eau

Lino veut diluer 100 fois une solution de soude de pH = 12. Pour cela, il prélève 10 ml de cette solution, puis les verse dans 990 ml d'eau distillée.

1) la solution obtenue sera-t-elle plus ou moins basique que la solution initiale?

2) Il mesure le pH; la valeur trouvée est-elle égale à 6,10 ou 14?

 

Indique le résultat d'une expérience

Chloé a réalisé l'expérience de dilution schématisée ci-dessous.

Emma a mesuré le pH des solutions contenues dans les divers béchers et trouvé les valeurs suivantes qu'elle a inscrites dans le désordre: 5,3; 2,2; 4,3; 3,2 ; 0.

1) Attribue à chaque bécher la valeur du pH de la solution d'acide chlorhydrique qu'il contient;

2) Si Chloé continue à diluer, vers quelle valeur tendra le pH de la solution?

 

Dilue une solution de soude

Gaëlle réalise l'expérience schématisée dans l'exercice 11, en intro­duisant cette fois une solution de soude dans le bécher A.

Elle a mesuré le pH des différentes solutions et inscrit dans le désordre les valeurs obtenues: 11,2; 9,2; 70,3; 8,1.

1) Attribue à chaque bécher la valeur du pH de [a solution de soude qu'il contient.

2) Si Gaëlle continue à diluer, vers quelle valeur tendra le pH de a solution

 

Le lave-vaisselle

Une lessive liquide de lave-vaisselle a un pH voisin de 12,2.

1) Ce liquide est-il acide ou basique?

2) Le revêtement intérieur d'un lave-vaisselle est métallique. Le métal employé est-il de l'aluminium ou de l'acier inoxydable? Pourquoi?

 

Action d'un produit de détartrage sur du fer

En versant un peu de produit de détartrage sur de la paille de fer, il se produit un dégagement gazeux. .

1) Ce produit est-il de la soude ou de l'acide chlorhydrique?

2) Son pH est-il supérieur ou inférieur à 7?

3) Peut-on laisser agir longtemps du produit détartrant dans une casserole en acier?

 

Pluies acides

On appelle « pluie acide » une pluie dont le pH est inférieur à 5,5.

Les pluies acides se forment lorsque les oxydes de soufre et les oxydes d'azote rejetés par les usines réagissent avec l'eau, pour former de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique.

1) Quels sont les oxydes qui réagissent avec l'eau pour donner del'acide sulfurique? de l'acide nitrique?

2) Cite deux métaux attaqués par les pluies acides.

3) Cite un matériau non métallique attaqué par les pluies acides.

 

Fais une expérience

Le venin des abeilles et des guêpes contient de l'acide formique qui rend leurs piqûres douloureuses. L'application d'un peu d'eau de Javel calme la douleur. Réalise les expériences suivantes.

1a) Dans un tube à essai, verse une solution d'acide chlorhydrique diluée. Mesure le pH.

  b) Ajoute lentement dans le tube' une solution diluée de soude. Comment varie le pH?

2) Mesure le pH d'une solution d'eau de Javel et explique l'effet de l'eau de Javel sur une piqûre de guêpe.

 

L'emballage de certaines boissons

Le Coca-Cola contient de l'acide phosphorique, le Schweppes de l'acide citrique. Peut-on les conditionner:

1) dans des bouteilles en verre ou en polyéthylène?

2) dans des boîtes uniquement réalisées en acier ou en aluminium?

3) dans des boîtes protégées intérieurement par un vernis en matière plastique? Justifie ta réponse.

 

Q                   G-La réaction entre l’acide chlorhydrique et le fer

 

Décris la réaction de l'acide chlorhydrique avec le fer

 

Recopie les phrases suivantes en choisissant la bonne proposition. L'acide chlorhydrique réagit avec le fer en donnant des ions Fe2+ / Fe3+. Il se dégage du dioxygène / dihydrogène / dioxyde de carbone. Les ions chlorure disparaissent / ne réagissent pas.

 

Décris l'expérience

1) Décris la réaction du fer avec l'acide chlorhydrique.

2  a) Comment peux-tu montrer que la solution obtenue contient des ions fer Il ?

    b) Ces ions existaient-ils dans le fer? Dans l'acide chlorhydrique?

3  a) Comment peux-tu montrer que la solution obtenue contient des ions chlorure?

    b) Ces ions existaient-ils dans le fer? Dans l'acide chlorhydrique?

Indique les réactifs et les produits

On considère la réaction entre l'acide chlorhydrique et le zinc.

1) Cite les noms. des produits de la réaction.

2) Écris les formules:

    a) des réactifs;

    b) des produits.

 

Réaction du zinc avec l'acide chlorhydrique

 

Indique les résultats des tests

On étudie la réaction entre l'acide chlorhydrique et le zinc. Indique le nom et la formule de la molécule ou de l'ion mis en évi­dence lors des tests suivants:

 

   a) une allumette enflammée approchée de l'extrémité du tube de la réaction;

   b) l'ajout d'une solution de soude sur un prélèvement de la solution;

   c) l'ajout d'une solution de nitrate d'argent dans la solution.

 

 

Étudie une canette de boisson

Le pourtour d'une canette de boisson est en acier, le haut en aluminium. .

Comment peux-tu mon­trer cette différence ?

    2) l'intérieur de la canette est occupé par une boisson acide, d'un pH voisin de 3. Quelle réaction devrait avoir lieu?

Écris son équation bilan.

Pourquoi ne se produit­ elle pas?

3  a) L'environnement extérieur de la canette est de l'air. Quelle réaction devrait avoir lieu?

    b) Pourquoi ne se produit-elle pas?

 

Q                   H-La pile électrochimique

 

Q                   I-La synthèse d’espèces chimiques

 

8    Eléctricité et l’énergie électrique

Q                   A-La production de l’électricité dans les centrales

I- Connaître le vocabulaire :

a/ qu’est ce qu’un alternateur ?

b/ qu’est qu’une bobine ?

c/ qu’est ce qu’une turbine ?

d/ qu’est ce qu’une source d’énergie renouvlable ?

e/ qu’est ce qu’une source d’énergie non renouvlable ?

 

II-Décrire la production d’énergie électrique dans une centrale hydroélectrique :

Complétez le texte ci-dessous en utilisant les termes suivants :

Conduite forcée/ variable/ alternative/ turbine/ bobine/ lac/ aimant/ pression/ barrage/ tension

L’eau du . . . . . . . . retenue par le . . . . . . . descend dans une . . . . . . . . .Elle fait tourner une . . . . . . qui entraîne l’électro . . . . . . . . d’un alternateur, ce qui produit une . . . . . . . entre les extrémités de la . . . . . .

Cette tension est . . . . . au cours du temps et elle est . . . . . . . ..

 

Identifier des énergies : 

a/ Complétez le tableau ci-dessous en indiquant pour ces différentes centrales quelle énergie initiale est partiellement convertie en énergie électrique.

 

Centrale éolienne

Centrale thermique nucléaire

Centrale thermique à flamme

Centrale hydroélectrique

 

 

 

 

 

b/ Une partie de cette énergie est « perdue » : sous quelle forme ?

 

III-Décrire une expérience

a/ On approche le pôle Nord d’un aimant droit d’une bobine : que se passe-t-il entre les extrémités de la bobine ?

b/Que se produit-il si on approche maintenant le pôle sud de l’aimant ?

c/ Comment peut-on créer une tension alternative entre les extrémités de la bobine ?

 

IV- Corriger les erreurs

Chacune des phrases ci-dessous comporte une erreur qu’il vous faut rectifier.

a/ Un alternateur produit une tension continue.

b/ Un alternateur se compose d’un aimant et d’une turbine.

c/ Dans une centrale hydroélectrique, de l’énergie thermique est convertie en énergie électrique.

d/ Dans une centrale hydroélectrique, c’est de la vapeur d’eau qui fait tourner la turbine.

 

V-le principe d’une centrale thermique à flamme :

a/ quelles combustibles sont brûlés dans une centrale thermique à flamme ?

b/ à quoi sert l’énergie thermique libérée par la combustion ?

c/ qu’est-ce qui fait tourner la turbine ?

d/ qu’entraîne la rotation de la turbine ?

e/ que devient la vapeur d’eau à la sortie de la turbine ?

 

VI-Commenter les résultats d’une expérience assistée par ordinateur :

A l’aide d’un capteur <voltmètre>, on mesure la tension existant entre les bornes d’un alternateur de bicyclette.

Un logiciel permet d’obtenir directement les représentations graphiques de ces tensions.

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

a/ la tension délivrée par la pile est-elle constante ou variable au cours du temps ? Expliquez.

b/ la tension délivrée par l’alternateur est-elle constante ou variable au cours du temps ?

Expliquez.

c/ a quoi voit-on sur le graphique que la tension délivrée par le générateur de bicyclette est alternative ?

 

VII-L’énergie éolienne :

Fin 2006, la France comptait 150 parcs éoliens représentant 1 049 aérogénérateurs.

Ce nombre est en constante augmentation.

a/ pourquoi l’énergie éolienne est-elle qualifiée de <renouvelable> ?

b/ où installe-t-on de préférence les aérogénérateurs ?

c/ quels sont les avantages et les inconvénients de l’énergie éolienne pour produire de l’électricité,

d/ un aérogénérateur développe une puissance moyenne de 1.5 MW par vent <correct> (le méga-watt, MW, est une unité de puissance). Combien d’éoliennes sont nécessaires pour produire autant d’énergie qu’une centrale nucléaires de 900MW ?

 

VIII-Tracer un  graphique et interpréter des données :

Le tableau ci-dessous montre, en pourcentage, l’évolution du rôle des centrales thermiques à flamme ou nucléaires dans la production d’énergie électrique en France de 1970 à 1988.

 

année

Centrales thermiques à flamme (%)

Centrales thermiques nucléaires (%)

1970

56

4

1973

65

8

1976

67

8

1979

55

16

1982

35

39

1985

16

65

1988

9

70

 

a/ sur un même graphique (sur papier millimétré), représentez ces pourcentages en fonction de l’année (centrales thermique à flamme en rouge, nucléaires en vert).

b/ en quelle année le pourcentage d’énergie électrique due aux centrales thermiques à flamme a-t-il été maximal ? pourquoi a-t-il diminué ensuite ?

c/ comment a évolué la part des centrales nucléaires entre 1970 et 1988 ?

d/ calculer, pour les années 70 et 88, le pourcentage correspondant aux autres types de centrales qui étaient principalement de type hydroélectrique.

 

IX-Transport de l’énergie électrique :

Un vaste réseau électrique permet de distribuer l’énergie électrique à partir des centrales.

a/pour limiter les pertes, l’énergie électrique est transportée sous haute tension. Quel appareil permet d’élever one tension électrique alternative ?

que vaut la tension sur le réseau <haute tension> ? (Exprimez la valeur en kV et enV.)

b/-pour être distribuée aux utilisateurs, la tension doit être abaissée progressivement jusqu’à la valeur souhaitée. Avec quel appareil ?

-que vaut généralement cette tension pour les maisons particulières ?

 

Q                   B-Tension continue et tension alternative

 

Q                   C-L’oscilloscope

 

Q                   D-Le voltmètre et la tention sinusoïdale

 

Q                   E-La puissance électrique

Comprendre les renseignements d’une plaque signalétique.

quels renseignements fournissent les indications «230 V» ; «1000 W» inscrites sur la plaque signalétique d’un radiateur électrique ?

que permettent-elles de calculer ?

 

comparer deux lampes à incandescence

 le culot d’une L1 porte les indications « 25W » ; « 230V » et celui d’une lampe L2 porte « 36W ;12V ».

Peut-on brancher ces lampes sur le secteur ? Justifier

Correctement alimentée, quelle lampe à l’éclat le plus fort ?

 

Calculer une tension

Une lampe de puissance nominale P=55W est traversée par un courant d’intensité I=4.6A

La tension U délivrée par le générateur alimentant la lampe vaut-elle 6V, 12V ou 24V ?

Justifiez votre réponse.

 

Découvrir le rôle du disjoncteur divisionnaire

La ligne qui alimente les prises du courant d’une habitation est protégé par un disjoncteur divisionnaire de calibre 20A. La tension du secteur vaut U=230V.

Donnez la signification du calibre 20A

Calculez la puissance maximale Pmax admissible sur cette ligne.

c)   peut on brancher sur cette ligne un radiateur de puissance P=2000W ?

d)  Peut-on brancher simultanément sur cette ligne deux radiateurs identiques au précédent ? justifiez votre réponse.

e)  On ajoute un troisième radiateur identique aux précédents sur la ligne.

      Que va t’il se produire ? justifier votre réponse.

Quel danger nous évite le disjoncteur divisionnaire ?

Que faut-il faire avant de remettre la ligne en service ?

 

exploiter une expérience

schématisez un montage permettant de déterminer la puissance P reçue par une lampe                                      en utilisant deux multimètre dont vous préciserez les fonctions.

L’un des multimètres indique 11.9V et l’autre 0.25A.

-indiquez ces résultats sur votre schéma à coté des multimètres.

-précisez à quelles grandeurs physiques correspondent ces mesures.

c)         Calculez la puissance électrique P reçue par la lampe.

d) L’expérience a été réalisée avec une lampe de voiture. S’agit-il d’une lampe « 12 V, 3 W », « 12 V, 21W », ou « 12V, 5W » ?

 

Prévoir l’éclat de lampe

Deux lampes L1 et L2 portent respectivement les indications « 6V, 60mA » et « 4.5V, 0.3A ».

Calculer la puissance reçue par chacune des lampes lorsqu’elles sont branchées sur un générateur correspondant à leur tension nominale.

Quelle lampe a l’éclat le plus fort ?

 

Réfléchir à la section des fils électriques dans une installation domestique

 

Calibre du disjoncteur divisionnaire

16A

20A

32A

Section des fils

1.5mm²

2.5 mm²

6 mm²

 

Les fils d’une ligne d’éclairage ont une section S= 1.5 mm². Quel nombre maximal de lampes de puissance unitaire Pu= 500W peut-on brancher sur cette ligne ?

La puissance nominale d’un appareil de cuisson est Pc= 6800W. Quelle doit être la section minimale Smin des fils qui l’alimentent.

Quelle est la puissance maximale Pmax des appareils que l’on peut brancher sur une prise alimentée par des fils de section S= 2.5 mm² ?

 

 

Q                   F-L’ énergie électriques

Comparer des consommations d’énergie

Un four électrique de puissance P= 2.5kW a fonctionné pendant une durée t= 2h et une lampe de puissance nominale 75 W pendant 10h.

Quel appareil a consommé le plus d’énergie électrique. Justifiez votre réponse.

 

Compléter un texte

Complétez logiquement le texte ci-dessous.

L’énergie électrique consommée par un appareil électrique s’exprime en ………. qui est l’unité légale. Elle est égale au produit de la puissance qu’il reçoit exprimée en …………. Par sa durée d’utilisation exprimée en …………

Cependant, les ……….. électriques mesurent l’énergie électrique consommée en kWh.

Un kWh vaut………..joules.

Si un aspirateur de 1000W  fonctionne pendant 6 minutes, il consomme ……….joules, soit …………..Wh.

 

Calculer une dépense

Un téléviseur de puissance nominale P=100W fonctionne en moyenne pendant une durée t= 2h30min par jour.

Calculez l’énergie consommée par ce téléviseur en une journée.

B) Calculez en kWh l’énergie consommée en une année (arrondir à l’unité).

Quelle sera la dépense annuelle sachant que le prix du kWh est de 0.094€ ttc ?

 

Calculer une durée de fonctionnement

Avant de partir, Tristan relève son compteur électrique : il lit 1317kWh.

A son retour, le compteur indique 1319kWh. Seul le réfrigérateur de puissance nominale P=150W a fonctionné durant son absence.

a) Quelle quantité d’énergie électrique a-t-il consommée ?

b) Pendant combien de temps a-t-il réellement fonctionné ?

c) Quel dispositif limite la durée de fonctionnement d’un réfrigérateur ? Citez d’autres appareils ménagers équipés d’un dispositif similaire.

 

Choisir un abonnement EDF

L’équipement électrique d’un appartement est le suivant :

 

Appareil

Nombre d’appareils

Puissance par appareil

Lampe

7

100W

Réfrigérateur

1

300W

Four

1

1.5kW

Lave-vaisselle

1

2kW

Lave-linge

1

2kW

Aspirateur

1

800W

Fer à repasser

1

800W

Cafetière

1

700W

Téléviseur

1

150W

Sèche-linge

1

2kW

 

Les abonnements protégés par EDF sont : 3kW ; 6kW ;9kW ;12kW et 15kW.

Quel(s) abonnement(s) peut-on choisir pour que tous les appareils puissent fonctionner ensemble ?

Pour limiter la dépense due à l’abonnement, on choisit 9kW. Donnez des exemples d’appareils qu’il faut éviter de faire fonctionner simultanément.

Quel dispositif de sécurité va réagir si tous les appareils fonctionnent en même temps ?

 

12) Agir pour le développement durable

 

Les parents de Sophie doivent changer leur lave-linge. Ils ont le choix entre trois dont les principales caractéristiques sont résumées dans le tableau ci-dessous :

Lave-linge

x

y

Z

Classe énergétique

a

b

C

Essorage

a

c

C

Consommation d’eau pour le cycle le plus long

20L

23L

30L

Température de lavage réglable

oui

Oui

Non

Départ différé

oui

non

Non

Touche économique

oui

oui

Oui

Prix

600€

520€

450€

Quel appareil leur conseilleriez-vous ?

Justifiez les raisons de votre choix.

Quel avantage apporte la touche « départ différé » ?

 

8    La gravitation et l’énergie mécanique

Q                   A-La notion de gravitation

Compléter

Dans les phrases suivantes, placez correctement les mots ci-après (certains sont utilisés plusieurs fois) :

Sud / Nord / attire / attraction / magnétique / interaction / mutuelle / gravitation / gravitationnelle / galaxies

 

-Le pôle Nord d’un aimant…………. le pôle ……………… d’un autre aimant mais en repousse le pôle …………….. : il s’agit d’une attraction ou d’une répulsion……………….. C’est une ………………. à distance.

- La Terre…………. la Lune,  lma Lune ………….. la Terres, c’est la ……………. c’est-à-dire une attraction …………….. à distance.

- La gravitation ou ………………… ………………. s’exerce dans toutes les ………………..

 

Attirer un clou ou un aimant

On approche un aimant et un clou l’un de l’autre.

a. Indiquez ce que l’on observe.

b. Que se passe-t-il si on approche le clou de l’aimant tenu fixement ?

c. Que se passe-t-il si on approche l’aimant du clou tenu fixement ?

d. Quel nom donne-t-on à ce phénomène ?

 

Lancer du marteau

Un athlète lance le marteau.

a. Pourquoi tourne-t-il le plus vite possible sur lui-même au départ ?

b. Dès que le marteau est lâché, il décrit une courbe que l’on appelle trajectoire parabolique. Retrouvez la forme de cette courbe.

c. pourquoi le marteau retombe-t-il sur la Terre ?

 

Tourner plus ou moins vite

Le tableau  ci-dessous présente les rayons R des orbites supposées circulaires de quelques planètes et leur temps de révolution T autour du soleil.

 

Nom de la planète

Mercure

Mars

Uranus

Rayon de l’orbite

(en km)

5.8 × 10^7

2.3 × 10^8

 

2.9× 10^9

Temps de révolution

(en jours)

88

687

30700

 

Calculez, en km, la circonférence des orbites de cahcune de ces planètes.

Calculez, en km /s, la vitesse de déplacement de chaque planètes autour du Solail.

CCComment varient ces vitesses de déplacement autour du Soleil selon que les planètes en sont plus ou moins éloignées ?

 

Q                   B-Le poids et la masse d’un corps

Compléter des phrases

Complétez les phrases avec les termes suivants :

La verticale / l’horizontale / varie / ne varie pas / lieu / une attraction à distance / une répulsion à distance / le haut / le bas / s’éloigne / se rapproche

Le poids est ………… due à la Terre.

Le poids s’exerce suivant ……………….. du lieu.

Le poids varie avec le ………………….

Le poids d’un objet diminue lorsque celui-i ……………. De la Terre.

Le poids est dirigé vers……………….

La masse caractérise l’objet, elle …………….

 

Exercice 9 p.190 : Calculer le poids sur différentes planètes

Le tableau ci-dessous donne les valeurs de g sur différentes planètes.

 

Planètes

Mercure

Vénus

terre

Mars

Jupiter

G en N/kg

2.9

8.3

9.8

3.6

26.0

Calculez le pôids P d’une sonde de masse m = 450 kg sur ces planètes.

 

tracer une courbe

On a relevé le poids de différentes masses sur la Lune.

 

m (kg)

1

2

3

4

5

6

P (N)

1.6

3.2

4.9

6.5

8.1

9.6

 

Tracez le graphique P = f(m)

A partir du graphique, trouvez la valeur de l’intensité de la pesanteur gL sur la Lune.

Quel est le poids d’une masse m = 50 kg sur la Lune ?

Comparez ce poids à celui de la même masse sur la Terre.

Pourquoi un astronaute peut-il porter un scaphandre de masse mS = 200 kg sur la Lune ?

 

Maçonner

Quand un maçon construit un immeuble, il utilise un fil à plomb pour monetr les murs.

D’après vous, ces murs sont-ils rigoureusement parallèle ? Justifiez votre réponse.

 

Q                   C-L’énergie de position – L’énergie cinétique

 

Q                   D- L’énergie cinétique – Sécurité routière

Convertir l’énergie cinétique

Complétez, avec les mots en italique, les phrases ci-après :

Thermique/ blessures/ cinétique/ mort/ freins/ déformations/ environnant

 

Un véhicule se déplaçant à la vitesse v= 30 m/s possède une énergie cinétique Ec = 250 000 J.

Quelle est la masse de ce véhicule ?

 

Une automobile de masse m= 2 tonnes possède une énergie cinétique Ec = 800 000 J.

Calculez sa vitesse  en m.s-1 puis exprimez-la en km.h-1.

 

a. calculez l’énergie cinétique d’un véhicule de masse m = 4 tonnes se déplaçant à la vitesse v=54km/h.

b. Combien de fois plus grande serait cette énergie cinétique s’il roulait à 108 km/h (sans calcul) ?

 

une automobile de masse 2 tonnes roule à 90 km/h, un camion de 10 tonnes se déplace à 60 km/h.

lequel de ces deux véhicules possède l’énergie cinétique la plus élevée ?

les deux véhicules se heurtent de front : quelle est l’énergie cinétique à évacuer lors du choc ?

déterminez l’énergie cinétique qui se dégage quand l’automobile heurte le camion par l’arrière.

6 : un conducteur aperçoit une vache qui traverse la route à 20 m de lui.

Calculez sa distance de réaction s’il roule à la vitesse de 60 km/h et si son temps de réaction Tr= 1s

A l’aide d’un tableau, calculez sa distance d’arrêt. Va-t-il heurter la vache ?

 

V (km/h)

D freinage

60

20

90

45

 

même question si sa vitesse est 90 km/h.

quel doit être l’état des pneus d’un véhicule pour permettre un freinage efficace ?

 

Q                   Divers

Désigne des référentiels

Lino est assis dans l'automobile de son père qui. le conduit à l'école.

1} Lorsque la voiture roule, Lino est-il en mouvement par rapport   à la voiture? par rapport à la route?

2} Réponds à la même question lorsque la voiture est arrêtée au feu rouge.

3} Dans les questions précédentes, quels sont les objets qui servent de référence pour observer le mouvement de Lino?

4} Dans quel rêférentiel Lino, endormi, est-il immobile lorsque la voiture roule?

 

Complète la phrase

Pour décrire l'état de ... ou de ... d'un objet, on doit choisir et pré­ciser un autre objet qui sert de ... et est appelé un ...

 

Définis la trajectoire

1} Écris la définition de la trajectoire d'un point d'un mobile.

2} Recopie et complète les phrases ci-dessous à l'aide des mots suivants: circulaire, rectiligne, référentiel.

Lorsque Léna roule en vélo sur une route droite et plane, la trajectoire par rapport à la route d'un point du cadre est ... . La trajectoire d'un point de la roue est ... par rapport au cadre, mais n'est ni ... , ni ... par rapport à la route. La trajectoire d'un point mobile dépend du ... choisi.

 

Définis la vitesse

 1) Écris la relation donnant la vitesse moyenne d'un mobile en fonction de la distance parcourue d et de la durée t du parcours.

2} Indique deux unités de vitesse avec les unités adoptées pour   la distance et le temps.

 

Définis un mouvement uniforme, accéléré ou ralenti

Recopie et complète les phrases ci-dessous par les mots suivants: uniforme, accéléré, ralenti, augmente, constante, diminue.

Dans un mouvement rectiligne d'un objet:

a} les distances parcourues pendant des durées égales sont égales. Le mouvement est ... . La vitesse est ... .

b} les distances parcourues pendant des durées égales sont de plus en plus grandes. La vitesse ... : le mouvement est ... .

c} les distances parcourues pendant des durées égales sont de plus en plus petites. La vitesse ... : le mouvement est ... .

 

 Distingue le mouvement ou le repos

Pierre et Jacques sont assis côte à côte dans le bus de ramassage scolaire qui démarre. Jules, qui était en retard, marche le long de l'allée centrale pour rejoindre sa place.

Adeline, qui attend son bus sur le parking, les regarde s'éloigner.

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

Pierre est-il en mouvement ou au repos par rapport à Jacques?

Pierre est-il en mouvement ou au repos par rapport à Adeline?

Pierre est-il en mouvement ou au repos par rapport à Jules?

 

Etudie la relativité d'un mouvement

 

Julie s'entraîne sur son vélo d'appartement.

1) Le vélo est-il en mouvement ou au repos:

a) par rapport au sol?

b) par rapport aux chaussures de Julie?

2) Les pédales sont-elles en mouvement ou au repos:

a) par rapport au sol?

b) par rapport aux chaussures de Julie?

 

Etudie un mouvement

Le document ci-dessous est la chronophotographie d'une auto­mobile en mouvement.

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

 

1) Quelle est la trajectoire de l'extrémité de l'antenne?

2) Ce mouvement de l'extrémité de l'antenne est-il accéléré, uniforme ou ralenti? Justifie ta réponse.

3) Quelle est la trajectoire d'un point de la roue par rapport à la carcasse de la voiture?

 

Etudie différents types de mouvements

Le document ci-dessous est la chronophotographie d'une balle lancée obliquement.

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

1) Le mouvement est-il uniforme, retardé ou accéléré dans la phase ascendante?

2) Même question pour la phase descendante.

 

Vitesse moyenne

 

Calcule une vitesse

En séance d'E.P.S., Maxime a couru le 60 mètres en 8,1 secondes.

1) Calcule sa vitesse moyenne en m / s.

2) Convertis cette vitesse en km / h

 

Calcule une distance

La vitesse est dangereuse. Marc, sur son scooter, roule à la vitesse constante de 45 km/h

1) Calcule la vitesse en m / s.

2) Quelle distance parcourt-il en 1 seconde?

3) Quelle distance parcourt-il en 36 minutes?

 

Distingue vitesse moyenne - vitesse instantanée

Pour chacune des situations suivantes, indique s'il s'agit d'une vitesse moyenne ou d'une vitesse instantanée.

1) La vitesse de pointe du guépard est de 120 km/h

2) La vitesse de croisière d'un bateau est de 20 nœuds.

3) La vitesse du véhicule enregistrée par le radar des gendarmes est de 150 km/h

 

Distance de sécurité

Sur autoroute, la vitesse est limitée à 130 km/ho Des bandes blanches et des panneaux permettent aux automobilistes de vérifier les distances de sécurité.

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

Les bandes blanches mesurent 38 mètres de long et sont sépa­rées par des intervalles de 14 mètres.

1) Quelle est la recommandation inscrite sur les panneaux?

2) À la vitesse de 130 km/h, quel est le temps, en seconde, mis par la voiture pour parcourir la longueur d'une bande blanche?

3) Sachant que le temps de réaction d'un conducteur est de l'ordre de 1 seconde avant qu'il ne commence à freiner, que va-t-il se produire si la voiture de devant s'arrête brusquement, alors que les deux voitures ne sont séparées que par une seule bande?

4a) Quelle est la distance correspondant à deux bandes et un

            intervalle?

b) À 130 km/h, quel est le temps nécessaire pour parcourir cette

            distance ?

c) Cette distance est-elle sécurisante?

 

La voiture est-elle en infraction ?

Les panneaux d'entrée et de sortie d'une agglomération sont distants de 1200 mètres. La vitesse est limitée à 50 km/h

1) Une automobile traverse l'agglomération en 1 minute.

a) Quelle est sa vitesse moyenne en km/h ?

b) L'automobiliste est-il en infraction?

2) Un scooter traverse l'agglomération en 2 minutes.

a) Quelle est sa vitesse moyenne?

b) A-t-il pu être en infraction?

3) Quelle grandeur mesure un radar posté en un point de la route?

 

Reconnais des actions de contact et des actions à distance

1) Quels sont les trois effets possibles d'une action mécanique exercée sur un objet?

2) Cite un exemple pour chaque effet.          

           

Cite différents types d'actions mécaniques

1) Cite un exemple d'une action de contact et d'une action à distance.

2) Cite un exemple d'une action localisée et d'une action répartie.

 

La valeur d'une force

1)Quel appareil mesure la valeur d'une force ?

2) En quelle unité se mesure la valeur d'une force ?

3) Quel est le symbole de cette unité?

 

Les caractéristiques d'une force

1) Quelles sont les quatre caractéristiques d'une force représen­tant une action localisée?

2) Comment représente-t-on une force localisée?

 

Établis la correspondance entre une force et un segment fléché

Recopie et complète le tableau ci-dessous en notant les caractéristiques de la force représentée par le segment fléché, ou vecteur.

 

Tableau Tableau Tableau Tableau Tableau

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

Analyse une action mécanique

Théo frappe le ballon avec son pied.

1) Quel est l'objet sur lequel s'exerce l'action?

2) Quel est l'objet qui exerce l'action?

 

Recopie les phrases suivantes en précisant s'il s'agit d'une action de contact ou d'une action à distance.

1) Action exercée par le vent sur une voile de bateau.

2) Action exercée par la Terre sur un parachutiste.

3) Action exercée par un marteau sur un clou.

4) Action exercée par un aimant sur une bille passant à proximité de l'aimant.

5) Action exercée par une raquette sur une balle de tennis.

 

Distingue différents types d'action

Recopie et complète le tableau ci-dessous en indiquant le type d'action et ses effets.

 

Tableau Tableau Tableau Tableau Tableau

 

 

Interprète la modélisation d'une force

On représente la force exercée par l élastique de la fronde (E) sur le caillou (C).

1) Quel est l'objet qui exerce la force?           ­

2} Quel est l'objet sur lequel s'exerce la force ?

3). Comment note-t-on cette force ?

 

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

Représente une force

Guillaume pousse une boîte en exerçant avec son doigt une force appliquée au point 0, de direction horizontale, dont le sens est de la' droite vers la gauche. Cette force a pour valeur 8 N.

Schématise la situation, puis représente cette force à l'échelle 1 cm

 

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

H 2N.

 

Représente différentes forces

Mirza tire sur sa laisse. Chris­tine la retient. Schématise la situation et représente par des segments fléchés:

- la force F1; exercée par Mirza sur sa. laisse ;

- la force F2 ; exercée par Chris­tine sur la laisse;

- la force F3, exercée par la laisse sur Mirza.

On admet que ces trois forces ont des valeurs égales à 30 N et la même direction. Échelle: 1 cm H 15 N.

Détermine les caractéristiques d'une force

 

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

 

Enfonce une punaise

Pour enfoncer une punaise dans un mur, on exerce avec le pouce une force _ouce Ipunaise'

1) Représente cette force sachant qu'elle s'applique au centre C de la tête de la punaise, que sa droite d'action est horizontale et qu'elle a pour valeur 20 N. Échelle: 1 cm H 8 N.

2a) Représente, à la même échelle, la force exercée par la punaise sur le mur sachant qu'elle a même valeur.

b) Précise son point d'application.

 

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

Le mot caché

Remplis la grille ci-dessous à l'aide des définitions suivantes et découvre le mot caché.

 

(3)

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

1)Les résultats d'une action mécanique.

2)Se dit d'une action qui s'exerce sur une ,petite surface.

3) Se dit d'une action qui s'exerce sur une surface importante.

4) Cette astion_nécessite que les objets se touchent.

5) Il estJléché lorsqu'il représente une force.

 

Représente des forces

1} Schématise l'arc et la corde de la photographie ci-contre.

2) À l'échelle 1 cm f-7 50 N, représente:

a} la force F_, exercée sur l'arc par la main gauche de         I’arche  sachant que sa direction est horizontale et qu'elle a pour valeur 100 N.

b) la force F;, exercée sur la corde par la main droite de l'ar­cher, sachant que sa direction est horizontale et qu'elle a pour valeur 100 N.

 

Modélise une situation

Un athlète lanceur de poids pro­pulse une boule de fonte avec une force de valeur égale à 500 N. Schématise la boule par un disque de 1 cm de rayon, puis représente la force exercée par l'athlète, sachant qu'elle fait un angle de 450 avec l'horizontale et qu'elle passe par le centre de la boule.

Échelle: 1 cm f-7 10 daN.

 

Construis un dynamomètre

Jean désire utiliser un ressort comme appareil de mesure des forces. Il veut le graduer de 0 à 10 N.

1) Quand il exerce une force de 2 N, le ressort s'allonge de 3 cm. Sachant que les allongements du ressort sont proportionnels aux valeurs des forces, calcule la longueur totale L de la graduation entre 0 et 10 N.

2) Quelle est la longueur.e d'une division de la graduation sachant que le ressort est gradué tous les 0,5N ?      ­

3) Quelle est la force appliquée qui produit un allongement de 4,5 cm?

 

Connais les caractéristiques du poids

Corrige les phrases suivantes inexactes.

La direction du poids est de haut en bas.

La valeur du poids se mesure en kilogramme.

Le point d'application du poids d'un corps est le centre de gravité de ce dernier.

La valeur du poids d'un objet se mesure avec une balance. Le sens du poids est vertical.

 

 

Représente le poids

 Le poids d'une boule homogène a une valeur de 4 N.Recopie le schéma et représente le poids par un segment fléché.

Échelle: 1 cm +-+ 2 N.

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

Connais la condition d'équilibre

Choisis les bonnes réponses.

Si un corps est en équilibre sous l'action de deux forces:

a) ces forces sont colinéaires;

b) ces forces ont la même valeur;

c) ces forces ont la même direction;

d) ces forces ont le même sens;

e) ces forces sont opposées.

 

Mesure la valeur du poids d'un objet

1) Avec quel appareil mesure-t-on la valeur du poids d'un objet?

2) Quel est le poids des objets suspendus?

 

Poids et masse

Distingue poids et masse

Chloé, friande de hamburgers et de boissons sucrées, s'observe dans une glace et se plaint d'avoir grossi.

« Tu n'as qu'à te peser» lui dit sa sœur Gaëlle.

L'indication de la balance confirme les craintes de Chloé.

«J'ai pris du poids », se plaint-elle.

« Non, tu as pris de la masse », rectifie Gaëlle. « En impesanteur, ton poids serait toujours nul et pourtant tu es plus grosse! »

Commente les affirmations de Gaëlle.

 

 Distingue poids et masse

Manon a une masse de 42 kg.

1) Calcule son poids sur Terre.

2) Quelle serait sa masse sur la Lune?

3) Quel serait son poids sur la Lune?

On prend 9,8 N. kg-l pour la valeur de l'intensité de la pesanteur sur la Terre et 1,6 N . kg-l sur la Lune.

 

Utilise la relation entre le poids et la masse

Un élévateur peut soulever des objets dont le poids ne dépasse pas 4500 N.

Quelle est la masse correspondant à cette charge maximale?

Donnée : Intensité de la pesanteur: g = 9,8 N. kg-l

 

Équilibre d'un corps soumis à deux forces

Connais les conditions d'équilibre

Les objets ci-dessous sont soumis à deux forces. Indique dans quels cas l'obJet peut être en équilibre. Justifie ta réponse.

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

 

 

Interprète une expérience

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

En deux points A et B d'une plaque de polystyrène très légère, on a fixé deux fils. L'un des fils est accroché à un dyna­momètre.

On tire sur le second fil jusqu'à ce que le dynamo­mètre indique 5 N. L'ensemble est alors immobile.

 

1) Retrouve sur le dessin le point B. Indique lâ_fh_de utilisée.

2) Recopie le schéma et dessine le second fil.

3) Représente les deux forces exercées par les fils sur la plaque. Échelle: 1 cm +--+ 2 N.

 

Utilise les conditions d'équilibre

 

Un ballon, dont le poids a une valeur de 3 N, flotte immobile sur l'eau.

1) Quelles sont les deux forces exercées sur le ballon? (On néglige l'action de l'air.)

2) Quelle relation existe-t-il entre ces deux forces?

3) Quelle sont la direction, le sens et la valeur de la force exercée par l'eau sur le ballon?

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

 

Direction du poids à la surface du globe

 

Représente par une flèche la direction et le sens du poids d'un personnage dont le centre de gravité se situe en divers points A, B et C de la surface de la Terre.

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

 

Trouve une explication

 

Parmi les propositions suivantes, choisis les bonnes réponses.

Une feuille de papiér ne tombe pas verticalement comme le fait

une bille d'acier:

a) parce que la feuille est légère;

b) parce que l'action de l'air sur la feuille n'est pas négligeable;

c) parce que la feuille est mince;

d) parce que le poids n'esf pas la seule forëe exercée sur la feuille.

 

Une boule repose immobile sur une table horizontale. La valeur de son poids est égale à 5 N.

 

1} Reproduis le schéma (a) et représente le poids P de la boule. Échelle: 1 cm : 2 N.    .

2) Représente sur le même schéma la force exercée par la tablesur la_boule.

3) On incline la table (b). Explique à l'aide d'un schéma pourquoi la boule ne peut plus être en équilibre.

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

Un cube homogène en bois, dont le poids a une valeur de 7 N, est immobile sur une table inclinée.

L'action mécanique exercée

par la table est modélisée ,

par une force appliquée en un point de la surface de contact. Reproduis le dessin et repré­sente les deux forces qui lui sont appliquées.

Échelle: 1 cm : 2 N.

 

Schéma Schéma Schéma Schéma Schéma

 

 

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