Flashcards : Rotation et travail d’une force (39 cartes)

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1Question

Comment l’orientation du solide évolue-t-elle en translation circulaire ?

Réponse

Elle reste la même.

2Question

Comment l’orientation du solide évolue-t-elle en rotation autour d’un axe fixe ?

Réponse

Elle change.

3Question

Quelle trajectoire décrivent les points d’un solide en rotation autour de l’axe fixe Δ ?

Réponse

Des cercles centrés sur l’axe Δ.

4Question

Quel est le mouvement d’un solide dont les points décrivent des cercles centrés sur Δ ?

Réponse

Une rotation autour de l’axe fixe Δ.

5Question

Que représente l’abscisse curviligne s(t)s(t) entre A et M ?

Réponse

La longueur de l’arc de cercle AM.

6Question

En quelle unité s’exprime l’abscisse curviligne s(t)s(t) ?

Réponse

En mètres.

7Question

Que représente l’abscisse angulaire θ(t)\theta(t) par rapport à OM ?

Réponse

L’angle orienté entre le vecteur unitaire de référence et le vecteur position OM.

8Question

En quelle unité s’exprime l’abscisse angulaire θ(t)\theta(t) ?

Réponse

En radians.

9Question

Quelle relation relie la longueur d’arc s(t)s(t) à l’angle associé θ(t)\theta(t) ?

Réponse

s(t)=R θ(t)s(t)=R\,\theta(t).

10Question

Quelle formule donne la vitesse angulaire moyenne entre deux instants ?

Réponse

ωm=ΔθΔt=θ2−θ1t2−t1\omega_m=\frac{\Delta\theta}{\Delta t}=\frac{\theta_2-\theta_1}{t_2-t_1}

11Question

À quoi correspond la vitesse angulaire instantanée ?

Réponse

À la dérivée de l’abscisse angulaire par rapport au temps.

12Question

À quoi correspond la vitesse linéaire instantanée d’un point M ?

Réponse

À la dérivée de son abscisse curviligne par rapport au temps.

13Question

Quelle relation relie la vitesse linéaire à la distance à l’axe et à la vitesse angulaire ?

Réponse

V=RωV=R\omega

14Question

Quelle vitesse angulaire ont les points d’un solide en rotation pendant une même durée ?

Réponse

Ils ont tous la même vitesse angulaire.

15Question

Comment varie la vitesse linéaire avec la distance à l’axe, à vitesse angulaire identique ?

Réponse

Elle augmente avec la distance à l’axe.

16Question

À quelle condition un solide effectue-t-il une rotation uniforme autour d’un axe fixe ?

Réponse

Sa vitesse angulaire reste constante au cours du temps.

17Question

Que représente la période d’une rotation uniforme ?

Réponse

La durée nécessaire pour effectuer un tour complet.

18Question

Que mesure la fréquence d’une rotation ?

Réponse

Le nombre de tours effectués en une seconde.

19Question

Quelle relation donne la période en fonction de la vitesse angulaire ?

Réponse

T=2πωT=\frac{2\pi}{\omega}

20Question

Quelle relation donne la fréquence en fonction de la période et de la vitesse angulaire ?

Réponse

f=1T=ω2πf=\frac{1}{T}=\frac{\omega}{2\pi}

21Question

Quelle équation décrit l’abscisse angulaire lors d’une rotation uniforme ?

Réponse

θ(t)=ωt+θ0\theta(t)=\omega t+\theta_0

22Question

Qu’est-ce que le travail d’une force ?

Réponse

L’énergie fournie ou reçue par un système lorsque le point d’application de la force se déplace.

23Question

Quelle formule donne le travail d’une force constante sur un déplacement rectiligne de A à B ?

Réponse

WA→B(F⃗)=F⃗⋅AB→=F ABcos⁡(α)W_{A\to B}(\vec F)=\vec F\cdot\overrightarrow{AB}=F\,AB\cos(\alpha)

24Question

Quel angle représente α\alpha dans la formule du travail d’une force constante ?

Réponse

L’angle entre la force et le déplacement.

25Question

De quoi dépend le travail d’une force constante entre A et B ?

Réponse

Seulement des positions initiale A et finale B.

26Question

Quelles valeurs peut prendre le travail, grandeur algébrique ?

Réponse

Il peut être positif, négatif ou nul.

27Question

Quelles sont les trois natures du travail ?

Réponse

Le travail moteur, le travail résistant et le travail nul.

28Question

Quel est le statut des points appartenant à l’axe fixe de rotation ?

Réponse

Ils restent immobiles.

29Question

Quelle formule estime la vitesse angulaire au point i, avec des intervalles τ réguliers ?

Réponse

ωi=θi+1−θi−12τ\omega_i=\frac{\theta_{i+1}-\theta_{i-1}}{2\tau}

30Question

Quelle formule estime la vitesse linéaire au point i, avec des intervalles τ réguliers ?

Réponse

Vi=si+1−si−12τ=Mi−1Mi+12τV_i=\frac{s_{i+1}-s_{i-1}}{2\tau}=\frac{M_{i-1}M_{i+1}}{2\tau}

31Question

Lors d’une rotation uniforme, que décrivent les points du solide pendant des temps égaux ?

Réponse

Des arcs de cercle de longueurs égales.

32Question

Quelle est l’abscisse curviligne initiale dans s(t)=Vt+s0s(t)=Vt+s_0 ?

Réponse

s0s_0

33Question

Quels effets une force appliquée à un objet peut-elle provoquer ?

Réponse

Une translation, une rotation, une déformation ou une variation de vitesse.

34Question

Quelle condition sur la direction de la force annule son travail ?

Réponse

Sa direction est perpendiculaire au déplacement à chaque instant.

35Question

Quelle condition sur le point d’application annule le travail d’une force ?

Réponse

Il reste rigoureusement immobile.

36Question

En quelles unités s’expriment le travail, l’intensité, le déplacement et l’angle dans la formule ?

Réponse

En joules, newtons, mètres et degrés, respectivement.

37Question

Comment calcule-t-on le travail total d’une force constante sur une trajectoire curviligne ?

Réponse

En additionnant les travaux élémentaires sur les déplacements successifs.

38Question

Quelle formule exprime le travail total d’une force constante de A à B sur une trajectoire curviligne ?

Réponse

WA→B(F⃗)=F⃗⋅AB→W_{A\to B}(\vec F)=\vec F\cdot\overrightarrow{AB}

39Question

Quand une force est-elle constante ?

Réponse

Son vecteur garde la même direction, le même sens et la même norme.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 19 questions sur Rotation et travail d’une force.

1. Une nacelle de grande roue se déplace sur un cercle tout en gardant la même orientation. Comment caractériser son mouvement, par opposition à celui d’un bras qui tourne autour de l’axe central ?

2. Quelle description permet de reconnaître qu’un solide indéformable tourne autour d’un axe fixe Δ ?

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Révisez le cours complet dans la fiche de révision de Rotation et travail d’une force.

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