QCM : Mouvement et forces (11 questions)

Explication

La cinématique est la discipline de la mécanique consacrée à l’étude du mouvement des systèmes matériels. La dynamique étudie notamment les causes du mouvement, la thermodynamique les phénomènes thermiques et la science des matériaux les propriétés des matériaux.

Explication

Un référentiel d’étude est un solide par rapport auquel on étudie le mouvement, auquel on associe une horloge pour repérer le temps. Un repère sert à décrire des positions, le drone est le système étudié et l’horloge seule ne constitue pas un référentiel.

Explication

Dans le repère cartésien, le vecteur position s’écrit $\vec{OM}(t)=x(t)\vec{i}+y(t)\vec{j}$ : on obtient donc $3\vec{i}-2\vec{j}$ en mètres. L’interversion des coordonnées, la norme $\sqrt{13}$ et la somme algébrique des coordonnées ne donnent pas le vecteur position demandé.

Explication

Au point $M$, le vecteur vitesse instantanée est tangent à la trajectoire et orienté dans le sens du mouvement. La normale et le rayon de courbure ne donnent pas sa direction, tandis que l’orientation opposée inverse son sens.

Explication

La corde $M_3M_5$ sert à estimer le déplacement sur la durée $t_5-t_3$, afin d’obtenir la vitesse associée à $M_4$. La tangente en $M_4$ fixe la direction du vecteur, mais elle ne fournit pas le déplacement servant au calcul de sa valeur.

Explication

Le principe d’inertie établit une équivalence : dans un référentiel galiléen, une résultante extérieure nulle correspond à un mouvement rectiligne uniforme, et inversement. Une résultante constante mais non nulle ne satisfait pas cette condition et peut entraîner une variation de la vitesse.

Explication

Le vecteur variation de vitesse sert à traduire un changement de valeur, de direction et/ou de sens du vecteur vitesse. La distance parcourue décrit le déplacement sur la trajectoire, mais ne caractérise pas à elle seule la variation du vecteur vitesse.

Explication

Dans un mouvement rectiligne accéléré, la variation de vitesse est orientée dans le même sens que le mouvement; dans un mouvement circulaire uniforme, elle est orthogonale au mouvement et dirigée vers le centre du cercle. L’option qui attribue une variation nulle au mouvement rectiligne accéléré confond ce cas avec le mouvement rectiligne uniforme.

Explication

La variation de vitesse a la même direction et le même sens que la résultante des forces extérieures, donc un changement de direction de cette résultante modifie l’orientation de la variation. Une résultante ne rend pas nécessairement la valeur de la vitesse constante : elle est associée à une variation de vitesse.

Explication

En chute libre, le poids est la seule force exercée et la relation entre forces et variation de vitesse conduit à $\frac{\Delta\vec{v}}{\Delta t}=\vec{g}$. Le poids divisé par la masse donne aussi l’accélération en direction et en sens, mais la relation demandée exprime directement la variation de vitesse par unité de temps.

Explication

Le repère lié au référentiel comprend un point origine et trois vecteurs unitaires orthogonaux. Une horloge est associée au référentiel pour repérer le temps, mais elle ne constitue pas à elle seule un élément du repère.