QCM : Mouvement dans les champs uniformes (18 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Concernant le centre de masse :

Le centre de masse permet de modéliser le mouvement d’ensemble d’un système.
La masse totale du système est affectée au centre de masse pour l’étude du mouvement.
Les autres points du système peuvent avoir des mouvements différents de celui du centre de masse.
Le centre de masse sert à représenter globalement le mouvement du système étudié.
Le centre de masse décrit le mouvement propre de chaque point du système.

Le centre de masse permet de modéliser le mouvement d’ensemble d’un système. · La masse totale du système est affectée au centre de masse pour l’étude du mouvement. · Les autres points du système peuvent avoir des mouvements différents de celui du centre de masse. · Le centre de masse sert à représenter globalement le mouvement du système étudié.

Explication

Le centre de masse porte la masse totale dans le modèle et décrit le mouvement d’ensemble, non celui de chaque point. Les points du système peuvent donc avoir des mouvements différents.

2. Un référentiel est galiléen lorsque :

Les lois de Newton s’y étudient sans ajouter d’effet lié à un référentiel non galiléen.
Le principe d’inertie s’applique uniquement aux systèmes en mouvement accéléré.
La deuxième loi de Newton peut s’y écrire pour le centre de masse.
Le principe d’inertie s’applique dans ce référentiel.
Un système isolé y conserve son repos ou un mouvement rectiligne uniforme.

Les lois de Newton s’y étudient sans ajouter d’effet lié à un référentiel non galiléen. · La deuxième loi de Newton peut s’y écrire pour le centre de masse. · Le principe d’inertie s’applique dans ce référentiel. · Un système isolé y conserve son repos ou un mouvement rectiligne uniforme.

Explication

Un référentiel galiléen est défini par l’application du principe d’inertie ; un système isolé y reste au repos ou en mouvement rectiligne uniforme. La deuxième loi de Newton s’y applique aussi, tandis que le principe d’inertie ne concerne pas uniquement les mouvements accélérés.

3. À propos des forces exercées mutuellement par deux corps selon la troisième loi de Newton :

Les forces ont la même direction et le même sens, mais des valeurs opposées.
Les forces de même valeur s’exercent sur deux corps différents.
Les forces opposées s’exercent sur un même corps et se compensent.
Les forces ont la même direction et la même valeur, mais des sens opposés.
La force exercée par B sur A a une direction différente de celle exercée par A sur B.

Les forces de même valeur s’exercent sur deux corps différents. · Les forces ont la même direction et la même valeur, mais des sens opposés.

Explication

Les forces d’action et de réaction ont même direction et même valeur, avec des sens opposés, et s’exercent sur deux corps distincts. Elles ne se compensent donc pas sur un même corps ; leurs directions ne sont pas différentes.

4. Un champ est uniforme dans une région de l’espace si :

Son sens reste identique, même si sa valeur et sa direction varient selon le point.
Sa direction, son sens et sa valeur restent identiques en tout point de la région.
Ses caractéristiques sont constantes dans toute la région considérée.
Sa valeur reste identique, tandis que sa direction peut varier d’un point à l’autre.
Sa direction et sa valeur sont constantes, mais son sens varie dans la région.

Sa direction, son sens et sa valeur restent identiques en tout point de la région. · Ses caractéristiques sont constantes dans toute la région considérée.

Explication

Un champ uniforme conserve direction, sens et valeur en tout point de la région étudiée. La constance de la seule valeur ou de certaines caractéristiques ne suffit pas à définir un champ uniforme.

5. Pour le champ de pesanteur terrestre, quelles caractéristiques sont exactes ?

Il est défini par le poids divisé par la masse et dirigé vers le centre de la Terre.
Il est défini par la masse divisée par le poids et dirigé vers le centre de la Terre.
Il est défini par le poids divisé par la masse et dirigé à l’opposé du centre terrestre.
Il est défini par le poids multiplié par la masse et dirigé vers le centre terrestre.
Il est défini par la force électrique divisée par la masse et dirigé verticalement.

Il est défini par le poids divisé par la masse et dirigé vers le centre de la Terre.

Explication

Le champ de pesanteur est défini par g⃗=P⃗m\vec{g}=\frac{\vec{P}}{m} et pointe verticalement vers le centre de la Terre. Les autres formulations inversent ou modifient la relation, ou attribuent au champ une direction ou une force inadéquate.

6. Entre les armatures d’un condensateur plan, la norme du champ électrique est donnée par :

La norme du champ s’exprime par E=UPNdE=\frac{U_{PN}}{d}.
La norme du champ diminue lorsque l’écartement augmente à tension fixée.
La norme du champ vaut la tension UPNU_{PN} divisée par la distance dd entre armatures.
La norme du champ augmente avec la tension appliquée si l’écartement reste constant.
La norme du champ vaut la distance entre armatures divisée par la tension UPNU_{PN}.

La norme du champ s’exprime par $$E=\frac{U_{PN}}{d}$$. · La norme du champ diminue lorsque l’écartement augmente à tension fixée. · La norme du champ vaut la tension $$U_{PN}$$ divisée par la distance $$d$$ entre armatures. · La norme du champ augmente avec la tension appliquée si l’écartement reste constant.

Explication

Entre les armatures, E=UPNdE=\frac{U_{PN}}{d} : à écartement fixé, une tension accrue augmente le champ, et à tension fixée, un écartement accru le diminue. Inverser tension et distance ne donne pas la relation correcte.

7. Pour une chute libre sans vitesse initiale, avec un axe vertical orienté vers le haut et l’origine au point de lâcher :

La vitesse verticale vaut vz(t)=gtv_z(t)=gt avec l’axe vertical orienté vers le haut.
La vitesse verticale est vz(t)=−gtv_z(t)=-gt et la position verticale est z(t)=−12gt2z(t)=-\frac{1}{2}gt^2.
La position verticale vaut z(t)=12gt2z(t)=\frac{1}{2}gt^2 depuis le point de lâcher.
La vitesse verticale reste nulle pendant la chute puisque la vitesse initiale est nulle.
L’accélération verticale est constante et dirigée vers le bas.

La vitesse verticale est $$v_z(t)=-gt$$ et la position verticale est $$z(t)=-\frac{1}{2}gt^2$$. · L’accélération verticale est constante et dirigée vers le bas.

Explication

Avec l’axe orienté vers le haut, l’accélération est constante vers le bas, d’où vz(t)=−gtv_z(t)=-gt et z(t)=−12gt2z(t)=-\frac{1}{2}gt^2. Une vitesse initiale nulle ne signifie pas que la vitesse reste nulle pendant la chute.

8. Un système soumis uniquement à son poids est lâché en chute libre :

Deux systèmes de masses différentes ont la même accélération de chute libre.
L’accélération de chute libre reste liée à la pesanteur, quelle que soit la masse.
Le poids exercé sur le système est indépendant de sa masse.
L’accélération de son centre de masse est égale au champ de pesanteur.
Cette accélération ne dépend pas de la masse du système.

Deux systèmes de masses différentes ont la même accélération de chute libre. · L’accélération de chute libre reste liée à la pesanteur, quelle que soit la masse. · L’accélération de son centre de masse est égale au champ de pesanteur. · Cette accélération ne dépend pas de la masse du système.

Explication

En chute libre, l’accélération du centre de masse est égale au champ de pesanteur et ne dépend pas de la masse ; des systèmes de masses différentes ont donc la même accélération. Le poids, contrairement à l’accélération, est proportionnel à la masse.

9. Concernant le mouvement d’un projectile dans un champ de pesanteur uniforme :

L’accélération du projectile est verticale et dirigée vers le bas.
La pesanteur uniforme maintient l’accélération verticale pendant le mouvement.
La coordonnée perpendiculaire au plan du mouvement varie avec le temps.
La coordonnée perpendiculaire au plan du mouvement reste constante.
L’accélération du projectile est horizontale et dirigée vers l’avant.

L’accélération du projectile est verticale et dirigée vers le bas. · La pesanteur uniforme maintient l’accélération verticale pendant le mouvement. · La coordonnée perpendiculaire au plan du mouvement reste constante.

Explication

Dans un champ de pesanteur uniforme, l’accélération est verticale, dirigée vers le bas, et la coordonnée perpendiculaire au plan du mouvement reste constante. Une accélération horizontale ou une variation de cette coordonnée ne correspond pas à ces caractéristiques.

10. La trajectoire d’un projectile lancé avec une vitesse initiale V0V_0 sous l’angle α\alpha est décrite par :

Le terme quadratique de y(x)y(x) a pour coefficient −g2(V0sin⁡α)2-\frac{g}{2(V_0\sin\alpha)^2}.
Le terme quadratique de y(x)y(x) a pour coefficient −g2(V0cos⁡α)2-\frac{g}{2(V_0\cos\alpha)^2}.
Le terme linéaire de y(x)y(x) est tan⁡(α)x\tan(\alpha)x.
Le terme linéaire de y(x)y(x) est α2x\alpha^2x.
La trajectoire s’écrit y(x)=−g2(V0cos⁡α)2x2+tan⁡(α)xy(x)=-\frac{g}{2(V_0\cos\alpha)^2}x^2+\tan(\alpha)x.

Le terme quadratique de $$y(x)$$ a pour coefficient $$-\frac{g}{2(V_0\cos\alpha)^2}$$. · Le terme linéaire de $$y(x)$$ est $$\tan(\alpha)x$$. · La trajectoire s’écrit $$y(x)=-\frac{g}{2(V_0\cos\alpha)^2}x^2+\tan(\alpha)x$$.

Explication

Le coefficient du terme quadratique est −g2(V0cos⁡α)2-\frac{g}{2(V_0\cos\alpha)^2} et le terme linéaire est tan⁡(α)x\tan(\alpha)x. La trajectoire complète est donc y(x)=−g2(V0cos⁡α)2x2+tan⁡(α)xy(x)=-\frac{g}{2(V_0\cos\alpha)^2}x^2+\tan(\alpha)x.

11. L’énergie cinétique d’un système de masse mm animé d’une vitesse vv s’exprime par :

L’énergie cinétique vaut Ec=mv2E_c=mv^2.
L’énergie cinétique vaut Ec=12m2v2E_c=\frac{1}{2}m^2v^2.
L’énergie cinétique augmente avec le carré de la vitesse, à masse fixée.
L’énergie cinétique vaut Ec=12mv2E_c=\frac{1}{2}mv^2.
L’énergie cinétique vaut Ec=12mvE_c=\frac{1}{2}m v.

L’énergie cinétique augmente avec le carré de la vitesse, à masse fixée. · L’énergie cinétique vaut $$E_c=\frac{1}{2}mv^2$$.

Explication

La définition est Ec=12mv2E_c=\frac{1}{2}mv^2, ce qui implique une dépendance quadratique envers la vitesse lorsque la masse est fixée. Les autres expressions altèrent le facteur, la puissance de la vitesse ou celle de la masse.

12. Parmi les propositions suivantes concernant l’énergie mécanique, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s) ?

L’énergie potentielle dépend de la position du système.
L’énergie cinétique dépend de l’accélération du système.
L’énergie mécanique est la somme de l’énergie cinétique et du travail des forces.
L’énergie mécanique est la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle.
L’énergie mécanique est la différence entre l’énergie cinétique et l’énergie potentielle.

L’énergie potentielle dépend de la position du système. · L’énergie mécanique est la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle.

Explication

L’énergie mécanique est la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle, Em=Ec+EpE_m=E_c+E_p. L’énergie potentielle dépend de la position, tandis que l’énergie cinétique dépend de la vitesse. Le travail des forces et la différence entre ces énergies ne définissent pas l’énergie mécanique.

13. Un système évolue dans un champ uniforme soumis à des forces conservatives. Concernant son énergie mécanique :

La conservation s’écrit Em=Ec+Ep=constanteE_m=E_c+E_p=\text{constante}.
La conservation de l’énergie mécanique impose une énergie cinétique constante.
L’énergie mécanique conserve une valeur constante au cours du mouvement.
L’énergie mécanique varie nécessairement avec la position dans ce cas.
L’énergie mécanique est égale à la somme des énergies cinétique et potentielle.

La conservation s’écrit $$E_m=E_c+E_p=\text{constante}$$. · L’énergie mécanique conserve une valeur constante au cours du mouvement. · L’énergie mécanique est égale à la somme des énergies cinétique et potentielle.

Explication

Lorsque les forces considérées sont conservatives, l’énergie mécanique se conserve et vaut Ec+EpE_c+E_p. Cette conservation porte sur la somme, pas nécessairement sur l’énergie cinétique seule, qui peut varier avec la position.

14. Le théorème de l’énergie cinétique entre les points AA et BB s’énonce ainsi :

On a ΔEc=Ec(B)−Ec(A)\Delta E_c=E_c(B)-E_c(A).
Le théorème s’écrit ΔEc=∑WAB(F⃗)\Delta E_c=\sum W_{AB}(\vec{F}).
On a ΔEc=Ec(A)−Ec(B)\Delta E_c=E_c(A)-E_c(B).
La variation d’énergie potentielle vaut la somme des travaux des forces.
La variation d’énergie cinétique vaut la somme des travaux des forces.

On a $$\Delta E_c=E_c(B)-E_c(A)$$. · Le théorème s’écrit $$\Delta E_c=\sum W_{AB}(\vec{F})$$. · La variation d’énergie cinétique vaut la somme des travaux des forces.

Explication

Le théorème relie la variation Ec(B)−Ec(A)E_c(B)-E_c(A) à la somme des travaux des forces entre AA et BB. Il concerne l’énergie cinétique, et non la variation de l’énergie potentielle ; inverser l’ordre des états change le signe de la variation.

15. Concernant la force électrique exercée sur une particule de charge qq dans un champ E⃗\vec{E}, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

La norme de la force électrique est le produit de ∣q∣|q| par la norme du champ.
La force électrique vérifie F⃗e=qE⃗\vec{F}_e=q\vec{E}.
Pour une charge négative, la force est orientée à l’opposé du champ électrique.
Pour une charge positive, la force est orientée comme le champ électrique.
La force électrique vérifie F⃗e=E⃗q\vec{F}_e=\frac{\vec{E}}{q}.

La norme de la force électrique est le produit de $$|q|$$ par la norme du champ. · La force électrique vérifie $$\vec{F}_e=q\vec{E}$$. · Pour une charge négative, la force est orientée à l’opposé du champ électrique. · Pour une charge positive, la force est orientée comme le champ électrique.

Explication

La relation vectorielle est F⃗e=qE⃗\vec{F}_e=q\vec{E} : le signe de la charge détermine si la force est dans le sens du champ ou en sens opposé. Sa norme vaut ∣q∣ ∥E⃗∥|q|\,\|\vec{E}\|, et non le champ divisé par la charge.

16. Dans un champ électrique uniforme, quelle relation décrit l’accélération d’une particule de masse mm et de charge qq ?

L’accélération vérifie a⃗=mqE⃗\vec{a}=\frac{m}{q}\vec{E}.
À champ et charge fixés, l’accélération est inversement proportionnelle à la masse.
L’accélération vérifie a⃗=qmg⃗\vec{a}=\frac{q}{m}\vec{g}.
L’accélération vérifie a⃗=qmE⃗\vec{a}=\frac{q}{m}\vec{E}.
À masse et champ fixés, l’accélération est indépendante de la charge.

À champ et charge fixés, l’accélération est inversement proportionnelle à la masse. · L’accélération vérifie $$\vec{a}=\frac{q}{m}\vec{E}$$.

Explication

Dans un champ électrique uniforme, a⃗=qmE⃗\vec{a}=\frac{q}{m}\vec{E} : l’accélération est proportionnelle à la charge et inversement proportionnelle à la masse. La relation ne fait pas intervenir le champ de pesanteur, et l’accélération dépend de la charge.

17. Concernant le mouvement circulaire dans un champ de gravitation newtonien :

La troisième loi de Kepler peut être établie puis exploitée dans ce cadre.
L’étude peut porter sur les caractéristiques du vecteur vitesse du centre de masse.
L’accélération du centre de masse fait partie des grandeurs à caractériser.
La vitesse et l’accélération étudiées sont celles du centre de masse.
L’établissement de la troisième loi de Kepler est remplacé par la première loi.

La troisième loi de Kepler peut être établie puis exploitée dans ce cadre. · L’étude peut porter sur les caractéristiques du vecteur vitesse du centre de masse. · L’accélération du centre de masse fait partie des grandeurs à caractériser. · La vitesse et l’accélération étudiées sont celles du centre de masse.

Explication

L’étude du mouvement circulaire considère les vecteurs vitesse et accélération du centre de masse, ainsi que l’établissement et l’exploitation de la troisième loi de Kepler. La première loi ne remplace pas cet objectif.

18. Parmi les propositions suivantes concernant les capacités numériques liées aux lois de Kepler, la(les)quelle(s) est(sont) exacte(s) ?

Un langage de programmation permet de tester les première et troisième lois avec des données astronomiques.
Un tableur sert à tester les première et deuxième lois de Kepler avec des données satellitaires.
Le test numérique des lois de Kepler s’appuie sur des données expérimentales de laboratoire.
Un langage de programmation peut tester les deuxième et troisième lois à partir de données satellitaires.
Des données astronomiques permettent de tester la première loi de Kepler avec un programme informatique.

Un langage de programmation peut tester les deuxième et troisième lois à partir de données satellitaires.

Explication

Les données astronomiques ou satellitaires et un langage de programmation permettent de tester les deuxième et troisième lois de Kepler. Les autres propositions substituent la première loi, un tableur ou des données de laboratoire aux éléments indiqués.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 53 flashcards sur Mouvement dans les champs uniformes.

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

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

Qu’est-ce qu’un référentiel galiléen ?

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

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

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

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Mouvement dans les champs uniformes.

Voir la fiche →

Cours similaires

Chromosomes et transmission génétique

SVT

Biochimie structurale des glucides

Chimie

Bâtiments à haute efficacité énergétique

Circuits électriques et énergie

Physique

Trigonométrie et théorème de Pythagore

Mathématiques

Introduction à l’éthologie et aux rythmes

SVT

Crée tes propres QCM

Importe ton cours et l'IA génère des QCM avec corrections en 30 secondes.

Générateur de QCM