QCM : Théorème de l’énergie cinétique (8 questions)

Question 1

1. Un solide soumis à plusieurs forces extérieures se déplace entre deux positions dans un référentiel galiléen. Quelle grandeur permet de déterminer directement la variation de son énergie cinétique ?

La somme algébrique des travaux de ces forces sur le trajet.

La différence entre les altitudes initiale et finale du solide.

La durée du déplacement multipliée par la masse du solide.

La somme des intensités de ces forces à la position finale.

Explication

La variation d’énergie cinétique est déterminée par la somme algébrique des travaux des forces extérieures pendant le déplacement. La différence d’altitude peut intervenir dans le travail du poids, mais elle ne suffit pas à représenter l’action de toutes les forces.

Answer

La somme algébrique des travaux de ces forces sur le trajet.

Question 2

2. Sur la portion BC, le poids et la réaction sont perpendiculaires au déplacement. Quelle conséquence cela a-t-il sur la vitesse du solide ?

La vitesse devient nulle, de sorte que

v_C=0

.

La vitesse augmente, de sorte que

v_C>v_B

.

La vitesse diminue, de sorte que

v_C<v_B

.

La vitesse reste constante, de sorte que

v_C=v_B

.

Explication

Des forces perpendiculaires au déplacement ont un travail nul ; l’énergie cinétique ne varie donc pas sur BC et la vitesse conserve sa valeur. La vitesse ne diminue pas, car aucune des forces considérées ne fournit un travail négatif sur cette portion.

Answer

La vitesse reste constante, de sorte que $$v_C=v_B$$.

Question 3

3. Dans un référentiel galiléen, comment s’exprime la variation de l’énergie cinétique d’un solide entre deux instants ?

Elle est égale à la différence entre les normes des forces extérieures.

Elle est égale à la somme des énergies potentielles du solide.

Elle est égale à la somme algébrique des travaux de toutes les forces extérieures.

Elle est égale au travail de la force extérieure la plus intense.

Explication

Le théorème énergétique relie la variation de l’énergie cinétique à la somme algébrique des travaux de toutes les forces extérieures appliquées au solide. Se limiter au travail de la force la plus intense néglige les contributions éventuelles des autres forces.

Answer

Elle est égale à la somme algébrique des travaux de toutes les forces extérieures.

Question 4

4. Sur un plan incliné sans frottement, quelles forces travaillent entre les points A et B ?

Le poids et la réaction du plan travaillent avec des travaux opposés.

La réaction du plan travaille, tandis que le poids ne travaille pas.

Le poids travaille, tandis que la réaction du plan ne travaille pas.

Le poids et la réaction du plan ne travaillent pas pendant le mouvement.

Explication

Le poids possède une composante dans la direction du déplacement et fournit donc un travail, tandis que la réaction du plan lui est perpendiculaire et fournit un travail nul. La réaction ne compense donc pas le travail du poids.

Answer

Le poids travaille, tandis que la réaction du plan ne travaille pas.

Question 5

5. Qu'est-ce que le mouvement sur la piste circulaire dans le contexte de la mécanique classique?

Le déplacement d'un solide le long d'une trajectoire circulaire sous l'effet de forces appliquées.

Le mouvement d'un solide en ligne droite avec une vitesse constante.

Le déplacement d'un solide sur une surface plane sans changement de direction.

Le mouvement d'un solide en chute libre sous l'effet de la gravité.

Explication

Le mouvement sur la piste circulaire concerne le déplacement d'un solide le long d'une trajectoire circulaire, où les forces comme le poids et la réaction de la piste agissent sur lui. Les autres options décrivent des mouvements différents, comme la ligne droite ou la chute libre.

Answer

Le déplacement d'un solide le long d'une trajectoire circulaire sous l'effet de forces appliquées.

Question 6

6. Quelle est la formule qui permet de calculer la vitesse du solide en B sur un plan incliné sans frottement, en fonction de la distance D, de l'angle $\theta$ , et de l'accélération gravitationnelle g ?

v_B = \sqrt{gD \cos \theta}

v_B = gD

\sin \theta

v_B = \frac{gD}{\cos \theta}

v_B = \sqrt{2gD \sin \theta}

Explication

La formule du cours indique que la vitesse en B est donnée par $v_B = \sqrt{2gD \sin \theta}$ , ce qui correspond à l'énergie cinétique acquise par le solide. La réponse incorrecte qui utilise simplement $gD \sin \theta$ ne prend pas la racine carrée, ce qui est nécessaire pour obtenir la vitesse.

Answer

$$v_B = \\sqrt{2gD \\\sin \\theta}$$

Question 7

7. Quel est le rôle principal du théorème de l’énergie cinétique dans l’analyse du mouvement d’un solide ?

Il sert uniquement à calculer la vitesse finale d’un objet en chute libre.

Il montre que la force de frottement augmente l’énergie cinétique du solide.

Il indique que l’énergie potentielle est toujours conservée dans un système isolé.

Il permet de relier la variation de l’énergie cinétique à la somme des travaux des forces extérieures.

Explication

Le théorème de l’énergie cinétique établit que la variation de l’énergie cinétique d’un solide dans un référentiel galiléen est égale à la somme des travaux des forces extérieures. La réponse incorrecte sur la conservation de l’énergie potentielle ne s’applique qu’à des systèmes sans forces extérieures.

Answer

Il permet de relier la variation de l’énergie cinétique à la somme des travaux des forces extérieures.

Question 8

8. En quoi le mouvement sur le plan incliné diffère-t-il du mouvement sur une piste circulaire en termes de forces en jeu et de variation de vitesse ?

Le mouvement sur le plan incliné ne concerne que la translation, alors que sur la piste circulaire, il concerne uniquement la rotation.

Les forces en jeu sont identiques dans les deux cas, mais la trajectoire diffère, ce qui influence la vitesse finale.

Sur le plan incliné, la réaction du plan ne travaille pas, alors que sur la piste circulaire, la réaction est toujours en mouvement.

Le mouvement sur le plan incliné implique une variation de vitesse due à le travail du poids, tandis que sur la piste circulaire, la vitesse peut rester constante si aucune force ne travaille.

Explication

Le mouvement sur le plan incliné implique une variation de vitesse due au travail du poids, contrairement à la piste circulaire où la vitesse peut rester constante si aucune force ne travaille, notamment lorsque la réaction est perpendiculaire au déplacement.

Answer

Le mouvement sur le plan incliné implique une variation de vitesse due à le travail du poids, tandis que sur la piste circulaire, la vitesse peut rester constante si aucune force ne travaille.

QCM : Théorème de l’énergie cinétique (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un solide soumis à plusieurs forces extérieures se déplace entre deux positions dans un référentiel galiléen. Quelle grandeur permet de déterminer directement la variation de son énergie cinétique ?

2. Sur la portion BC, le poids et la réaction sont perpendiculaires au déplacement. Quelle conséquence cela a-t-il sur la vitesse du solide ?

3. Dans un référentiel galiléen, comment s’exprime la variation de l’énergie cinétique d’un solide entre deux instants ?

4. Sur un plan incliné sans frottement, quelles forces travaillent entre les points A et B ?

5. Qu'est-ce que le mouvement sur la piste circulaire dans le contexte de la mécanique classique?

6. Quelle est la formule qui permet de calculer la vitesse du solide en B sur un plan incliné sans frottement, en fonction de la distance D, de l'angle $\theta$ , et de l'accélération gravitationnelle g ?

7. Quel est le rôle principal du théorème de l’énergie cinétique dans l’analyse du mouvement d’un solide ?

8. En quoi le mouvement sur le plan incliné diffère-t-il du mouvement sur une piste circulaire en termes de forces en jeu et de variation de vitesse ?

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Questions et réponses du QCM

1. Un solide soumis à plusieurs forces extérieures se déplace entre deux positions dans un référentiel galiléen. Quelle grandeur permet de déterminer directement la variation de son énergie cinétique ?

2. Sur la portion BC, le poids et la réaction sont perpendiculaires au déplacement. Quelle conséquence cela a-t-il sur la vitesse du solide ?

3. Dans un référentiel galiléen, comment s’exprime la variation de l’énergie cinétique d’un solide entre deux instants ?

4. Sur un plan incliné sans frottement, quelles forces travaillent entre les points A et B ?

5. Qu'est-ce que le mouvement sur la piste circulaire dans le contexte de la mécanique classique?

6. Quelle est la formule qui permet de calculer la vitesse du solide en B sur un plan incliné sans frottement, en fonction de la distance D, de l'angle θ\thetaθ, et de l'accélération gravitationnelle g ?

7. Quel est le rôle principal du théorème de l’énergie cinétique dans l’analyse du mouvement d’un solide ?

8. En quoi le mouvement sur le plan incliné diffère-t-il du mouvement sur une piste circulaire en termes de forces en jeu et de variation de vitesse ?

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6. Quelle est la formule qui permet de calculer la vitesse du solide en B sur un plan incliné sans frottement, en fonction de la distance D, de l'angle $\theta$ , et de l'accélération gravitationnelle g ?