La rapidité avec laquelle il se déplace
Explication
La vitesse indique à quelle rapidité un objet se déplace. Elle ne décrit ni directement la force exercée ni la durée d’immobilité.
12 m/s
Explication
La vitesse moyenne se calcule avec la relation v = d/Δt. Ici, 120/10 = 12 m/s.
Parce qu’elle utilise la distance totale divisée par la durée totale
Explication
La vitesse moyenne est définie par la distance totale divisée par la durée totale. Elle peut donc différer de la moyenne arithmétique de plusieurs vitesses successives.
v(t) = dx/dt
Explication
La vitesse instantanée à l’instant t est donnée par v(t) = dx/dt. La vitesse moyenne, elle, concerne un intervalle de temps et s’écrit d/Δt.
La variation de sa vitesse au cours du temps
Explication
L’accélération mesure la variation de la vitesse au cours du temps et vérifie a = Δv/Δt ou a(t) = dv/dt.
Il accélère dans le sens négatif
Explication
Lorsque la vitesse et l’accélération sont toutes deux négatives, leurs effets s’ajoutent dans le sens négatif : la valeur de la vitesse augmente et l’objet accélère dans ce sens.
Lorsqu’il change de direction
Explication
Un objet est accéléré dès que son vecteur vitesse change. Un changement de direction suffit, même si la valeur de la vitesse ne varie pas.
x = x₀ + v₀t + ½at²
Explication
Pour une accélération constante, la position est donnée par x = x₀ + v₀t + ½at². Le terme en t² traduit l’effet de l’accélération sur la position.
Modifier sa vitesse, sa direction ou sa forme
Explication
Une force est une action mécanique qui peut mettre un objet en mouvement, modifier sa vitesse ou sa direction, ou le déformer.
Une valeur, une direction, un sens et un point d’application
Explication
Une force est une grandeur vectorielle caractérisée par une valeur, une direction, un sens et un point d’application. Son unité est le newton.
La gravitation est une force à distance et le frottement une force de contact
Explication
La gravitation agit sans contact direct : c’est une force à distance. Le frottement nécessite le contact entre des surfaces : c’est une force de contact.
Non, il peut aussi être en mouvement rectiligne uniforme
Explication
Si la résultante des forces est nulle, alors l’accélération est nulle. L’objet peut donc être au repos ou conserver un mouvement rectiligne uniforme.
Le transfert d’énergie associé à cette force
Explication
Le travail mesure le transfert d’énergie associé à une force lorsqu’un objet se déplace. Il ne correspond pas directement à la durée, à la masse ou à la vitesse.
15 J
Explication
On applique W=Fd cos θ, soit W=10×3×cos 60°=15 J. Le travail s’exprime en joules.
Un travail résistant négatif
Explication
Pour un angle compris entre 90° et 180°, le cosinus est négatif : le travail est donc résistant et négatif.
Il vaut 80 J
Explication
D’après le théorème de l’énergie cinétique, le travail de la résultante est égal à la variation d’énergie cinétique : il vaut donc 80 J.
E_c=1/2 mv²
Explication
L’énergie cinétique, liée au mouvement, vérifie E_c=1/2 mv². Les autres expressions correspondent à d’autres grandeurs énergétiques ou à une relation incomplète.
50 J
Explication
On utilise E_pp=mgh : 2×10×5=100 J. Donc, avec les données indiquées, la bonne réponse est 100 J.
E_m=E_c+E_pp
Explication
L’énergie mécanique est la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle : E_m=E_c+E_pp.
E_c,i+E_p,i=E_c,f+E_p,f
Explication
En présence des seules forces conservatives, l’énergie mécanique se conserve : la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle reste constante.
L’énergie mesure une quantité transférée, tandis que la puissance mesure la rapidité du transfert
Explication
L’énergie quantifie un transfert, alors que la puissance indique la rapidité avec laquelle ce transfert est effectué. Elles ne représentent donc pas la même grandeur.
30 W
Explication
La puissance moyenne vaut P=W/Δt=600/20=30 W. Un watt équivaut à un joule par seconde.
200 W
Explication
Lorsque la force est dans la direction du mouvement, P=Fv. Ainsi, P=50×4=200 W.
75 %
Explication
Le rendement vaut η=E_utile/E_fournie=750/1000=0,75, soit 75 %. Il compare l’énergie utile à l’énergie fournie.
La force perpendiculaire divisée par la surface
Explication
La pression correspond à la force perpendiculaire exercée par unité de surface, selon la relation p = F/S.
Elle augmente selon l’écart Δp = ρgh
Explication
La pression augmente avec la profondeur : l’écart par rapport à la pression de surface vaut Δp = ρgh. La pression de surface p₀ reste le terme initial.
La pression absolue vaut p_atm + ρgh, tandis que la pression relative vaut ρgh
Explication
La pression absolue inclut la pression atmosphérique, selon p_abs = p_atm + ρgh, tandis que la pression relative ne comprend que ρgh.
F₂ = F₁S₂/S₁
Explication
Le principe de Pascal donne F₁/S₁ = F₂/S₂, donc F₂ = F₁S₂/S₁. Une surface de sortie plus grande permet ainsi d’obtenir une force plus importante.
Lire la situation, identifier les données, convertir les unités, choisir la formule, calculer puis vérifier
Explication
La méthode consiste à analyser la situation, identifier le système et les données, convertir les unités, choisir la formule adaptée, effectuer le calcul et vérifier les unités ainsi que la cohérence physique.
Position → vitesse → accélération → forces → travail → énergie → puissance
Explication
La chaîne conceptuelle relie la position à la vitesse, puis à l’accélération, aux forces, au travail, au transfert d’énergie et enfin à la puissance.
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Qu'indique la vitesse d'un objet ?
La rapidité à laquelle un objet se déplace.
Quelle est la formule de la vitesse moyenne ?
v = d / Δt où d est la distance et Δt la durée.
Comment se calcule la vitesse moyenne ?
Distance totale divisée par durée totale.
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