QCM : Cinématique et dynamique du point (11 questions)

Explication

La cinématique décrit l’évolution du mouvement au cours du temps indépendamment des causes qui le produisent. L’étude des forces et l’explication des causes relèvent de la dynamique, tandis que la trajectoire seule ne résume pas l’objet de la cinématique.

Explication

Le référentiel géocentrique, dont le solide de référence est le centre de la Terre, est adapté à l’étude des satellites terrestres. Le référentiel héliocentrique convient aux astres autour du Soleil, le référentiel terrestre est lié à un objet de la surface, et le satellite n’est pas le solide de référence indiqué ici.

Explication

Un mouvement rectiligne uniformément varié est retardé lorsque vitesse et accélération sont de sens contraires. Une trajectoire rectiligne ne suffit pas à conclure qu’il est accéléré, et une accélération opposée à la vitesse ne correspond pas à une augmentation de celle-ci.

Explication

Avec $x=\frac{1}{2}at^2+v_0t+x_0$, on obtient $x=\frac{1}{2}\times2\times2^2+3\times2+4=4+6+4=14\,\text{m}$. La valeur $10\,\text{m}$ omet le terme d’accélération, $18\,\text{m}$ oublie la position initiale et $12\,\text{m}$ traite incorrectement le terme dépendant du temps.

Explication

L’équation de trajectoire s’obtient en éliminant le temps entre les équations paramétriques des coordonnées. Calculer la vitesse par dérivation décrit le mouvement, mais ne donne pas directement la relation géométrique entre les coordonnées.

Explication

Le mouvement est uniforme parce que la norme de la vitesse reste constante, mais le vecteur vitesse change de direction lorsque le mobile parcourt le cercle. Une vitesse qui augmente correspondrait à une variation de sa norme, et non à la caractéristique décrite ici.

Explication

La dynamique étudie les relations entre le mouvement et ses causes, en particulier les forces et les changements de mouvement qu’elles provoquent. La description des positions et des vitesses indépendamment des causes relève plutôt de la cinématique.

Explication

La deuxième loi de Newton donne la résultante des forces extérieures comme le produit de la masse par l’accélération du centre d’inertie. La quantité de mouvement intervient dans une formulation équivalente, mais elle ne se multiplie pas par la masse pour obtenir l’accélération.

Explication

La vitesse vérifie $v=\sqrt{2gL(\cos\theta-\cos\theta_m)}$, alors que la tension suit $T=mg(3\cos\theta-2\cos\theta_m)$. La tension dépend notamment de la masse et de coefficients différents, contrairement à la formule de vitesse, qui fait intervenir la longueur du fil.

Explication

L’impesanteur apparente résulte de la chute commune du spationaute et de son véhicule, soumis à la même accélération, de sorte que la paroi n’exerce pas de réaction sur lui. Le véhicule n’échappe pas à la gravitation terrestre : c’est précisément cette attraction qui contribue à maintenir son mouvement orbital.

Explication

La troisième loi établit que $\frac{T^2}{a^3}$ a la même valeur pour les planètes orbitant autour du Soleil. Le rapport de la période au demi-grand axe ne correspond pas à cette loi.