QCM : Principes fondamentaux de la mécanique newtonienne — 7 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que permet de conclure la réciproque du principe d’inertie lorsqu’un vecteur vitesse reste constant ?

Le système subit uniquement son poids
La masse du système est nulle
Les forces se compensent
Le mouvement est forcément accéléré

Les forces se compensent

Explication

Si le vecteur vitesse ne varie pas, alors les forces se compensent dans le référentiel galiléen considéré. C’est précisément l’idée de la réciproque du principe d’inertie.

2. Dans un référentiel galiléen, que devient l’état de mouvement d’un système si la somme des forces extérieures est nulle ?

Il accélère nécessairement
Il reste au repos ou en mouvement rectiligne uniforme
Il tourne nécessairement en cercle
Sa vitesse augmente toujours

Il reste au repos ou en mouvement rectiligne uniforme

Explication

Le principe d’inertie indique que si ∑F = 0, le vecteur vitesse ne varie pas. Le système est donc soit au repos, soit en mouvement rectiligne uniforme.

3. Si la direction, le sens ou la norme du vecteur vitesse change, quelle conclusion peut-on tirer ?

Le système est forcément en repos
Les forces se compensent
Le mouvement est nécessairement circulaire
La somme des forces extérieures est non nulle

La somme des forces extérieures est non nulle

Explication

Une modification de l’une des caractéristiques du vecteur vitesse signifie que la vitesse varie. Dans ce cas, les forces ne se compensent pas, donc ∑F ≠ 0.

4. Que peut-on affirmer si le vecteur vitesse d’un système n’est pas constant dans un référentiel galiléen ?

La somme des forces est nulle
Les forces ne se compensent pas
Le système est forcément au repos
Le mouvement est forcément rectiligne uniforme

Les forces ne se compensent pas

Explication

La contraposée du principe d’inertie donne : si v n’est pas constante, alors ∑F ≠ 0. Un changement de vitesse implique donc des forces non compensées.

5. Que traduit l’expression « les forces se compensent » pour un système ?

La somme vectorielle des forces est nulle
Les forces ont toutes la même intensité
Le système subit forcément deux forces uniquement
La vitesse du système est forcément nulle

La somme vectorielle des forces est nulle

Explication

Des forces qui se compensent ont une somme vectorielle nulle, soit ∑F = 0. Le système peut alors être au repos ou en mouvement rectiligne uniforme.

6. En chute libre à une dimension, dans quel sens est orienté le vecteur Δv entre deux instants proches ?

Horizontalement vers la droite
Dans le sens du mouvement quelle que soit la situation
Verticalement vers le bas
Verticalement vers le haut

Verticalement vers le bas

Explication

En chute libre, Δv est vertical et orienté vers le bas, comme le poids. Cela reste vrai que l’objet monte ou descende, car Δv a la même direction et le même sens que la somme des forces extérieures.

7. Dans quel cadre peut-on considérer le référentiel terrestre comme galiléen pour étudier un mouvement ?

Dès que le mouvement dure longtemps
Seulement pour les mouvements circulaires
Pour des mouvements de durée courte
Uniquement quand l’objet est au repos

Pour des mouvements de durée courte

Explication

Le référentiel terrestre est pris comme galiléen pour des mouvements de durée courte. Cela permet d’y appliquer correctement les lois de Newton et le principe d’inertie.

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Référentiel galiléen — définition ?

Référentiel où les lois de Newton s'appliquent.

Forces qui se compensent — somme ?

Nulle, ∑F = 0.

Principe d’inertie — rôle ?

Relie forces nulles à mouvement constant.

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