QCM : Les mouvements en mécanique (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une balle est lancée verticalement et son mouvement est modélisé sans autre précision. Quelle classification et quelle valeur d’accélération s’appliquent ?

Un MRU, avec une accélération de g=9,8g=9{,}8
Un MRUV particulier, avec une accélération de g=9,8g=9{,}8
Un mouvement circulaire varié, avec une accélération de g=9,8g=9{,}8
Un MRUV particulier, avec une accélération nulle

Un MRUV particulier, avec une accélération de $$g=9{,}8$$

Explication

Le lancer vertical appartient aux cas particuliers de MRUV et son accélération vaut g=9,8g=9{,}8 dans le modèle indiqué. Le MRU ne convient pas, car il est associé à une accélération nulle.

2. Un mobile tourne à la vitesse vv sur un cercle de rayon RR. Quelle expression décrit son accélération centripète et son orientation ?

ac=vRa_c=vR, tangente au cercle
ac=vRa_c=\frac{v}{R}, dirigée vers l’extérieur
ac=v2Ra_c=\frac{v^2}{R}, dirigée vers le centre
ac=Rv2a_c=\frac{R}{v^2}, dirigée vers le centre

$$a_c=\frac{v^2}{R}$$, dirigée vers le centre

Explication

L’accélération centripète vaut ac=v2Ra_c=\frac{v^2}{R} et pointe vers le centre du cercle. Une accélération dirigée vers l’extérieur ne respecte pas cette orientation centripète.

3. Pour un MRUV, la vitesse initiale est v0v_0 et l’accélération constante vaut aa. Quelle relation donne la vitesse au temps tt ?

v=v0+atv=v_0+at
v=at2v=at^2
v=v0v=v_0
v=v0t+12at2v=v_0t+\frac{1}{2}at^2

$$v=v_0+at$$

Explication

Dans un MRUV, la vitesse évolue selon v=v0+atv=v_0+at lorsque l’accélération est constante. La relation v=v0v=v_0 décrit plutôt le cas d’une vitesse constante en MRU.

4. Lorsqu’un projectile suit un mouvement parabolique, comment se décompose son mouvement selon les axes horizontal et vertical ?

Un mouvement rectiligne uniforme dans les deux axes
Un mouvement rectiligne uniforme en X et une chute libre en Y
Une chute libre en X et un mouvement rectiligne uniforme en Y
Un mouvement uniformément accéléré en X et une chute libre en Y

Un mouvement rectiligne uniforme en X et une chute libre en Y

Explication

La composante horizontale est un mouvement rectiligne uniforme, tandis que la composante verticale correspond à une chute libre. Inverser les rôles des axes confond la direction de la vitesse constante avec celle qui subit l’accélération gravitationnelle.

5. Un mobile parcourt une droite et sa vitesse conserve la même valeur au cours du temps. De quel type de mouvement s’agit-il ?

D’un mouvement rectiligne uniforme, car la trajectoire est droite et la vitesse constante
D’un mouvement rectiligne uniformément varié, car la trajectoire est droite et l’accélération constante
D’un mouvement circulaire uniforme, car la valeur de la vitesse reste constante
D’un mouvement rectiligne accéléré, car la vitesse ne change pas de direction

D’un mouvement rectiligne uniforme, car la trajectoire est droite et la vitesse constante

Explication

Le MRU associe une trajectoire rectiligne à une vitesse constante. Le MRUV partage la trajectoire droite, mais se caractérise par une accélération constante.

6. Un mobile suit un MRU avec une position initiale x0x_0 et une vitesse v0v_0. Quelle expression donne sa position au temps tt ?

x=x0+v022tx=x_0+\frac{v_0^2}{2}t
x=x0+v0tx=x_0+v_0t
x=x0+v0t+12at2x=x_0+v_0t+\frac{1}{2}at^2
x=x0+atx=x_0+at

$$x=x_0+v_0t$$

Explication

En MRU, l’accélération est nulle et la vitesse reste égale à v0v_0, d’où la position x=x0+v0tx=x_0+v_0t. L’expression avec un terme en t2t^2 correspond au modèle du MRUV.

7. Un mobile décrit un cercle à vitesse constante en valeur. Quelle propriété de sa vitesse change au cours du mouvement ?

Sa valeur augmente au fil de la trajectoire
Sa direction change au fil de la trajectoire
Sa direction reste fixe au fil de la trajectoire
Sa valeur et sa direction restent fixes au fil de la trajectoire

Sa direction change au fil de la trajectoire

Explication

En MCU, la valeur de la vitesse reste constante, tandis que sa direction change le long du cercle. L’idée que la direction reste fixe confond la constance de la valeur avec celle du vecteur vitesse.

8. Un projectile est lancé obliquement et l’on néglige les effets qui modifieraient son mouvement. Quelle évolution décrit correctement ses composantes horizontale et verticale ?

Ses vitesses horizontale et verticale évoluent toutes deux sous l’effet de la gravité
Sa vitesse verticale reste constante, tandis que sa vitesse horizontale évolue sous l’effet de la gravité
Sa vitesse horizontale reste constante, tandis que sa vitesse verticale évolue sous l’effet de la gravité
Ses vitesses horizontale et verticale restent constantes pendant tout le trajet

Sa vitesse horizontale reste constante, tandis que sa vitesse verticale évolue sous l’effet de la gravité

Explication

Le mouvement parabolique associe un MRU horizontal, donc une vitesse horizontale constante, et une chute libre verticale, où la gravité fait évoluer la vitesse. La proposition qui rend constante la vitesse verticale attribue à tort le MRU à l’axe Y.

9. Un véhicule se déplace en ligne droite tandis que son accélération conserve une valeur constante. Quel mouvement décrit cette situation ?

Un mouvement circulaire uniformément varié
Un mouvement circulaire uniforme
Un mouvement rectiligne uniforme
Un mouvement rectiligne uniformément varié

Un mouvement rectiligne uniformément varié

Explication

Le MRUV est un mouvement sur une droite avec une accélération constante. Le MRU est le distracteur proche, mais il est associé à une accélération nulle et à une vitesse constante.

10. Quel énoncé caractérise correctement la chute libre et le lancer vertical dans le modèle considéré ?

Ce sont des MRUV dont l’accélération est nulle pendant le déplacement.
Ce sont des cas particuliers de MRUV avec une accélération de g=9,8g=9{,}8.
Ce sont des cas particuliers de MRU avec une vitesse égale à g=9,8g=9{,}8.
Ce sont des mouvements circulaires avec une accélération de g=9,8g=9{,}8.

Ce sont des cas particuliers de MRUV avec une accélération de $$g=9{,}8$$.

Explication

La chute libre et le lancer vertical sont modélisés comme des cas particuliers de MRUV, avec une accélération de valeur g=9,8g=9{,}8. Le MRU est un distracteur plausible, mais il correspond à une accélération nulle.

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Quelle trajectoire suit un mouvement rectiligne uniforme ?

Une droite.

Quelle est la vitesse d’un mouvement rectiligne uniforme ?

Elle est constante.

Quelle est l’accélération d’un MRU ?

a=0a=0.

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