Flashcards : Mouvement dans les champs uniformes (53 cartes)

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1Question

Qu’est-ce que le centre de masse d’un système ?

Réponse

Le point auquel on affecte la masse totale pour modéliser le mouvement d’ensemble.

2Question

Qu’est-ce qu’un référentiel galiléen ?

Réponse

Un référentiel dans lequel le principe d’inertie s’applique.

3Question

Quelle formule exprime la deuxième loi de Newton dans un référentiel galiléen ?

Réponse

∑F⃗ext=ma⃗G\sum \vec{F}_{\mathrm{ext}} = m\vec{a}_G

4Question

Quelles sont les caractéristiques des forces réciproques exercées par A et B selon la troisième loi de Newton ?

Réponse

Elles ont même direction et même valeur, mais des sens opposés.

5Question

Quelles propriétés restent identiques en tout point d’une région pour un champ uniforme ?

Réponse

La direction, le sens et la valeur.

6Question

Quelle formule définit le champ de pesanteur à partir du poids et de la masse ?

Réponse

g⃗=P⃗m\vec{g}=\frac{\vec{P}}{m}

7Question

Dans quelle direction le champ de pesanteur est-il orienté ?

Réponse

Verticalement vers le centre de la Terre.

8Question

Quelle formule donne la norme du champ électrique entre les armatures d’un condensateur plan ?

Réponse

E=UPNdE=\frac{U_{PN}}{d}

9Question

Quelle est l’accélération verticale lors d’une chute libre sans vitesse initiale ?

Réponse

Elle est constante et dirigée vers le bas.

10Question

Quelle est la vitesse verticale en chute libre sans vitesse initiale, axe orienté vers le haut ?

Réponse

vz(t)=−gtv_z(t)=-gt

11Question

Quelle est la position verticale en chute libre sans vitesse initiale, origine au point de lâcher ?

Réponse

z(t)=−12gt2z(t)=-\frac{1}{2}gt^2

12Question

De quoi dépend l’accélération du centre de masse d’un système soumis uniquement à son poids ?

Réponse

Elle est égale au champ de pesanteur et ne dépend pas de la masse du système.

13Question

Dans un champ de pesanteur uniforme, quelle est l’orientation de l’accélération du projectile ?

Réponse

Elle est verticale.

14Question

Quelles sont les équations horaires d’un projectile lancé de l’origine à l’angle α ?

Réponse

x(t)=V0cos⁡(α)tx(t)=V_0\cos(\alpha)t et y(t)=−12gt2+V0sin⁡(α)ty(t)=-\frac{1}{2}gt^2+V_0\sin(\alpha)t.

15Question

Quelle équation vérifie la trajectoire d’un projectile en fonction de x ?

Réponse

y(x)=−g2(V0cos⁡α)2x2+tan⁡(α)xy(x)=-\frac{g}{2(V_0\cos\alpha)^2}x^2+\tan(\alpha)x.

16Question

Quelle est la formule de l’énergie cinétique d’un système de masse mm et de vitesse vv ?

Réponse

Ec=12mv2E_c=\frac{1}{2}mv^2

17Question

Comment se calcule l’énergie mécanique à partir des énergies cinétique et potentielle ?

Réponse

Em=Ec+EpE_m=E_c+E_p

18Question

À quelle condition l’énergie mécanique se conserve-t-elle dans un champ uniforme ?

Réponse

Lorsque les forces considérées sont conservatives.

19Question

Quelle est la valeur de l’énergie mécanique conservée dans un champ uniforme ?

Réponse

Em=Ec+Ep=constanteE_m=E_c+E_p=\text{constante}

20Question

Quel théorème relie la variation d’énergie cinétique aux travaux des forces ?

Réponse

ΔEc=Ec(B)−Ec(A)=∑WAB(F⃗)\Delta E_c=E_c(B)-E_c(A)=\sum W_{AB}(\vec{F})

21Question

Quelle expression donne la force électrique exercée sur une charge qq dans un champ E⃗\vec{E} ?

Réponse

F⃗e=qE⃗\vec{F}_e=q\vec{E}

22Question

Quelle expression donne l’accélération d’une particule de masse mm et de charge qq dans un champ uniforme E⃗\vec{E} ?

Réponse

a⃗=qmE⃗\vec{a}=\frac{q}{m}\vec{E}

23Question

Quelles caractéristiques faut-il déterminer pour le centre de masse en mouvement circulaire dans un champ gravitationnel newtonien ?

Réponse

Celles des vecteurs vitesse et accélération.

24Question

Quelle loi de Kepler faut-il établir et exploiter pour le mouvement circulaire gravitationnel ?

Réponse

La troisième loi de Kepler.

25Question

Quel mouvement conserve un système isolé ou pseudo-isolé dans un référentiel galiléen ?

Réponse

Le repos ou un mouvement rectiligne uniforme.

26Question

Quelle relation existe entre la résultante des forces extérieures et l’accélération du centre de masse ?

Réponse

Elles ont même direction et même sens.

27Question

Quelle est l’accélération d’un système dont la vitesse est nulle et constante ?

Réponse

Son accélération est nulle.

28Question

Que deviennent les forces extérieures d’un système au repos selon la deuxième loi de Newton ?

Réponse

Elles se compensent.

29Question

Quelle valeur possède la norme du champ de pesanteur à Paris ?

Réponse

9,81 N·kg⁻¹.

30Question

Dans quel sens est orienté le champ électrique d’un condensateur plan ?

Réponse

De l’armature positive vers l’armature négative.

31Question

Quelle formule donne la norme du champ gravitationnel créé par une masse MM à distance dd ?

Réponse

GMd2G\frac{M}{d^2}

32Question

Comment est orienté le champ gravitationnel créé par un corps ?

Réponse

Vers le centre de ce corps.

33Question

Quel type de mouvement décrit une balle lâchée sans vitesse initiale ?

Réponse

Un mouvement rectiligne uniformément accéléré.

34Question

Quelle est l’accélération d’une balle lâchée si l’axe vertical est orienté vers le haut ?

Réponse

−g-g

35Question

Quelles forces de frottement sont négligées dans l’étude de la chute libre du cours ?

Réponse

Les frottements de l’air.

36Question

Comment le référentiel terrestre est-il considéré dans l’étude de la chute libre du cours ?

Réponse

Il est considéré galiléen.

37Question

Quelle est la forme de la trajectoire d’un projectile dans un champ de pesanteur uniforme ?

Réponse

C’est une parabole de concavité orientée vers le bas.

38Question

De quels paramètres dépend la trajectoire d’un projectile dans un champ de pesanteur uniforme ?

Réponse

De V0V_0 et de α\alpha.

39Question

Quelle est la flèche d’un projectile atteignant son sommet à la date tS=V0sin⁡αgt_S=\frac{V_0\sin\alpha}{g} ?

Réponse

h=V02sin⁡2α2gh=\frac{V_0^2\sin^2\alpha}{2g}.

40Question

Quelle est la portée d’une trajectoire symétrique ?

Réponse

OP=V02sin⁡(2α)gOP=\frac{V_0^2\sin(2\alpha)}{g}.

41Question

Comment déterminer la portée d’une trajectoire non symétrique ?

Réponse

Résoudre y(x)=0y(x)=0 et retenir la solution positive correspondant au point d’impact.

42Question

Comment calcule-t-on le travail d’une force constante de A vers B ?

Réponse

WAB(F⃗)=F⃗⋅AB⃗=F ABcos⁡(α)W_{AB}(\vec{F})=\vec{F}\cdot\vec{AB}=F\,AB\cos(\alpha)

43Question

Quelle est la formule de l’énergie potentielle de pesanteur ?

Réponse

Epp=mgz+CE_{pp}=mgz+C

44Question

Quelle est la formule de l’énergie potentielle électrique ?

Réponse

Epe=qV+CE_{pe}=qV+C

45Question

Quelles sont les équations horaires d’une particule lancée horizontalement à V0V_0, avec une composante verticale du champ égale à −E-E ?

Réponse

x(t)=V0tx(t)=V_0t et y(t)=−qE2mt2y(t)=-\frac{qE}{2m}t^2

46Question

Quelle équation décrit la trajectoire d’une particule lancée horizontalement à V0V_0 dans un champ de composante verticale −E-E ?

Réponse

y(x)=−qE2mV02x2y(x)=-\frac{qE}{2mV_0^2}x^2

47Question

Quelle forme peut prendre la trajectoire d’une particule accélérée par un champ électrique si elle est initialement immobile ?

Réponse

Une trajectoire rectiligne.

48Question

De quels éléments est constitué un accélérateur linéaire de particules chargées ?

Réponse

D’un ou plusieurs condensateurs plans associés en série.

49Question

À quelles fins un accélérateur linéaire de particules chargées peut-il servir ?

Réponse

À la recherche, à l’imagerie ou à des fins thérapeutiques.

50Question

Comment le travail de la force électrique dans un condensateur plan est-il relié à la variation d’énergie cinétique ?

Réponse

ΔEc=WAB(F⃗e)=qUAB\Delta E_c=W_{AB}(\vec{F}_e)=qU_{AB}

51Question

Quelles lois de Kepler les capacités numériques demandent-elles de tester avec un programme ?

Réponse

Les deuxième et troisième lois de Kepler.

52Question

Quelles énergies un programme ou un tableur peut-il représenter dans un champ uniforme ?

Réponse

Les énergies cinétique, potentielle et mécanique.

53Question

Quels outils mathématiques sont mobilisés dans ce chapitre ?

Réponse

La résolution d’équations différentielles, le calcul de primitives et la représentation paramétrique d’une courbe.

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1. Concernant le centre de masse :

2. Un référentiel est galiléen lorsque :

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