Cours Forces et vitesse
QCM
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L'énoncé

Cocher la ou les bonnes réponses.


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Question 1

Dans un aéroport, un tapis roulant avance à la vitesse de $3m.s^{-1}$. On estime la vitesse d'un homme qui marche à $2m.s^{-1}$. Combien de temps met-il à parcourir un tapis de $100m$ de long ?

15 s

17 s

20 s

24 s

Pour un homme assis à côté du tapis, à quelle vitesse se déplace celui sur le tapis ? Et quelle distance a-t-il à parcourir ?

Ici, l'idée est d'additionner les vecteurs vitesses. La vitesse totale de l'homme sur le tapis est de $5m.s^{-1}$.

On sait que $v=\dfrac{d}{t}$, d'où $t=\dfrac{d}{v}$. Ainsi, on trouve $t=\dfrac{d}{v}=\dfrac{100}{5}=20\,s$

Question 2

On considère un parachutiste de $100kg$ qui n'est soumis qu'à son poids avant d'ouvrir son parachute. Sachant que la chute a duré 30 secondes, quelle vitesse le parachutiste atteint-il avant d'ouvrir son parachute ?

450 km/h

969 km/h

1080 km/h

1256 km/h

Attention aux unités.

D'après la relation entre $\Delta\vec{v}$ et la force appliquée, on a $m\times\dfrac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}=\vec{P}$

On obtient donc $\Delta \vec{v}=\vec{g}\times\Delta t=10\times 30\,m.s^{-1}=300\,m.s^{-1}$

Et par conversion, $300\,m.s^{-1}=1080km/h$

Question 3

En réalité, la vitesse se stabilise aux alentours de 200 km/h. A quoi cela est-il dû principalement ?

Le parachutiste perd du poids au cours de la chute.

La constante de gravité $g$ varie avec l'altitude.

Les frottements de l'air freinent le parachutiste.

Tout corps qui se déplace dans l'air subit des frottements, et ceux-ci sont d'autant plus forts que la vitesse augmente. Ainsi, à partir d'un certain moment, la vitesse deviendra suffisamment grande pour compenser le poids.

Question 4

Un drone de 5 kg est initialement au repos. Quelles forces le pilote doit-il appliquer à l'aide des hélices pour le faire décoller ?

33 N

47 N

51 N

60 N

La force liée au poids empêche le drone de décoller. Cette force est de $\vec{P}=m\times\vec{g}=5\times 10N=50N$

Ainsi, une force supérieure à $50 N$ permet de faire décoller le drone.

Question 5

Après l'avoir fait voler suffisamment haut, le pilote souhaite que le drone se déplace horizontalement en accélérant. Sachant que la force fournie par les ailes est orthogonale au plan des hélices, quelle position permet de faire avancer le drone ?

Le drone reste à l'horizontale.

Le pilote doit pencher le drone vers l'avant.

Le pilote doit pencher le drone vers l'arrière.

Avec cette modélisation, on ne peut pas avancer vers l'avant.

Faire un schéma et calculer la force résultante.