QCM : Travail et puissance des forces (14 questions)

Question 1

1. Comment la tension d’un ressort est-elle orientée par rapport à son allongement ?

Elle est opposée à l’allongement du ressort

Elle garde une direction fixe indépendante de l’allongement

Elle est perpendiculaire à l’allongement du ressort

Elle est orientée dans le sens de l’allongement du ressort

Explication

La tension est une force de rappel : elle s’oppose à la déformation qui allonge le ressort. La force exercée par l’opérateur peut, elle, être orientée dans le sens de l’allongement.

Answer

Elle est opposée à l’allongement du ressort

Question 2

2. De quels éléments dépend le travail du poids lors du déplacement d’un corps ?

De la vitesse moyenne observée pendant le déplacement

De la durée nécessaire pour atteindre la position finale

De la longueur totale du trajet effectivement parcouru

Des positions initiale et finale du point d’application

Explication

Le travail du poids ne dépend que des positions initiale et finale, ce qui caractérise une force conservative. La longueur du trajet intervient généralement pour les frottements, mais pas pour le travail du poids.

Answer

Des positions initiale et finale du point d’application

Question 3

3. Quelle relation permet de déterminer la puissance instantanée d’une force au point où sa vitesse vaut $\vec v$ ?

P=\vec F\cdot\vec x

P=\vec F\cdot\vec v

P=\frac{\vec F}{\vec v}

P=\vec F+\vec v

Explication

La puissance instantanée est le produit scalaire de la force par la vitesse instantanée de son point d’application. Le déplacement intervient dans le calcul du travail, tandis que la puissance instantanée utilise la vitesse.

Answer

$$P=\vec F\cdot\vec v$$

Question 4

4. Quel est le travail d’une réaction normale lorsque celle-ci est perpendiculaire au déplacement ?

Il est nul

Il est moteur et positif

Il est résistant et négatif

Il dépend de la masse de l’objet

Explication

Une force perpendiculaire au déplacement forme un angle de 90 degrés avec celui-ci, donc son travail est nul. Elle peut exercer une action mécanique sans fournir d’énergie par le travail sur ce déplacement.

Answer

Il est nul

Question 5

5. Un corps de masse m descend de l’altitude z_A vers l’altitude z_B avec z_A supérieure à z_B. Quelle expression donne le travail de son poids ?

W_{AB}(\vec P)=mg(z_A-z_B)

W_{AB}(\vec P)=\frac{mg}{z_A-z_B}

W_{AB}(\vec P)=mg(z_B-z_A)

W_{AB}(\vec P)=m(z_A-z_B)g^2

Explication

Le travail du poids vaut $mg(z_A-z_B)$ , ce qui est positif lors d’une descente puisque l’altitude initiale est supérieure à l’altitude finale. L’expression inversée donnerait un signe contraire à celui du travail du poids dans cette situation.

Answer

$$W_{AB}(\vec P)=mg(z_A-z_B)$$

Question 6

6. Quelle expression permet de calculer le travail d’une force constante lors d’un déplacement AB, lorsque α est l’angle entre la force et le déplacement ?

W_{AB}(\vec F)=\frac{F}{AB}\cos\alpha

W_{AB}(\vec F)=F\,AB\cos\alpha

W_{AB}(\vec F)=F+AB+\cos\alpha

W_{AB}(\vec F)=F\,AB\sin\alpha

Explication

Le travail s’obtient par le produit de la force, de la distance parcourue et du cosinus de l’angle. Le sinus correspondrait à la composante perpendiculaire, pas à la composante dans la direction du déplacement.

Answer

$$W_{AB}(\vec F)=F\,AB\cos\alpha$$

Question 7

7. Quel type de travail produit une force faisant un angle de 120° avec le déplacement de son point d’application ?

Un travail moteur et positif

Un travail moteur et négatif

Un travail nul et indépendant de la distance

Un travail résistant et négatif

Explication

Un angle compris entre 90° et 180° donne un cosinus négatif, donc un travail résistant et négatif. Le travail nul correspond à un angle de 90°, tandis qu’un travail moteur correspond à un angle inférieur à 90°.

Answer

Un travail résistant et négatif

Question 8

8. Une force fournit un travail de 3000 J pendant 6 s. Quelle est sa puissance moyenne ?

18000 W

500 J

500 W

0,002 W

Explication

La puissance moyenne se calcule par $P_m=\frac{W}{\Delta t}$ , donc $P_m=\frac{3000}{6}=500\ \text{W}$ . Multiplier le travail par la durée ne correspond pas à la définition de la puissance moyenne.

Answer

$$W(\vec T)=-\frac{1}{2}k(x_2^2-x_1^2)$$

Answer

$$6\ \mathrm{N}$$

Answer

$$-60\ \mathrm{J}$$

Answer

Établir le bilan des forces, qualifier chaque travail, puis appliquer la relation adaptée

Answer

Comme le produit scalaire de la force par le vecteur déplacement

Answer

En additionnant les travaux des portions, ce qui revient au travail entre les points initial et final

Question 9

9. Un ressort de raideur $k$ passe d’un allongement $x_1$ à un allongement $x_2$ . Quelle expression donne le travail de sa tension ?

W(\vec T)=k(x_2-x_1)

W(\vec T)=-\frac{1}{2}k(x_2^2-x_1^2)

W(\vec T)=-k(x_2^2-x_1^2)

W(\vec T)=\frac{1}{2}k(x_2-x_1)^2

Explication

Le travail de la tension est $W(\vec T)=-\frac{1}{2}k(x_2^2-x_1^2)$ . Le signe négatif traduit le caractère opposé de la tension par rapport à l’allongement.

Question 10

10. Un ressort de raideur $k=40\ \mathrm{N\cdot m^{-1}}$ est allongé de $x=0{,}15\ \mathrm{m}$ . Quelle est la valeur de sa tension ?

0{,}375\ \mathrm{N}

6\ \mathrm{N}

2{,}67\ \mathrm{N}

40{,}15\ \mathrm{N}

Explication

La relation $T=kx$ donne $T=40\times0{,}15=6\ \mathrm{N}$ . La valeur de $k$ caractérise le ressort, tandis que $x$ représente son allongement.

Question 11

11. Une force de frottement constante d’intensité $f=12\ \mathrm{N}$ s’oppose au déplacement sur une longueur $L=5\ \mathrm{m}$ . Quel est son travail ?

-2{,}4\ \mathrm{J}

-60\ \mathrm{J}

17\ \mathrm{J}

60\ \mathrm{J}

Explication

Le travail des frottements vaut $W(f)=-fL$ , donc $W(f)=-12\times5=-60\ \mathrm{J}$ . Le signe négatif provient de l’opposition entre la force de frottement et le déplacement.

Question 12

12. Quelle démarche permet de résoudre correctement un problème de travail des forces lors d’un déplacement ?

Additionner les intensités des forces, puis multiplier leur somme par la distance parcourue

Identifier la force responsable du mouvement, puis négliger les autres contributions

Calculer d’abord la vitesse, puis retenir la force dont la valeur est la plus grande

Établir le bilan des forces, qualifier chaque travail, puis appliquer la relation adaptée

Explication

La méthode consiste à recenser les forces, déterminer la nature de chaque travail à partir de son orientation par rapport au déplacement, puis utiliser la relation correspondante. Le bilan des forces et l’étude de l’orientation sont deux étapes distinctes.

Question 13

13. Comment définit-on le travail d’une force constante lors du déplacement rectiligne de son point d’application de A vers B ?

Comme le produit des intensités de la force et du déplacement

Comme la composante perpendiculaire de la force multipliée par le déplacement

Comme le produit scalaire de la force par le vecteur déplacement

Comme le quotient de la force par la durée du déplacement

Explication

Le travail est défini par le produit scalaire entre la force et le vecteur déplacement. Le simple produit des intensités ne tient pas compte de l’angle entre ces deux vecteurs.

Question 14

14. Pour une force constante agissant sur un trajet composé de plusieurs portions, comment calculer le travail total ?

En additionnant les travaux des portions, ce qui revient au travail entre les points initial et final

En utilisant la longueur totale, même si la force change de direction à chaque portion

En additionnant les intensités de la force sur chaque portion sans tenir compte des déplacements

En ne considérant que la portion sur laquelle le déplacement est le plus important

Explication

Pour une force constante, la somme des travaux sur les portions successives est égale au travail calculé entre le point de départ et le point d’arrivée. Cette propriété ne s’applique pas de la même manière au travail des frottements.

QCM : Travail et puissance des forces (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Comment la tension d’un ressort est-elle orientée par rapport à son allongement ?

2. De quels éléments dépend le travail du poids lors du déplacement d’un corps ?

3. Quelle relation permet de déterminer la puissance instantanée d’une force au point où sa vitesse vaut $\vec v$ ?

4. Quel est le travail d’une réaction normale lorsque celle-ci est perpendiculaire au déplacement ?

5. Un corps de masse m descend de l’altitude z_A vers l’altitude z_B avec z_A supérieure à z_B. Quelle expression donne le travail de son poids ?

6. Quelle expression permet de calculer le travail d’une force constante lors d’un déplacement AB, lorsque α est l’angle entre la force et le déplacement ?

7. Quel type de travail produit une force faisant un angle de 120° avec le déplacement de son point d’application ?

8. Une force fournit un travail de 3000 J pendant 6 s. Quelle est sa puissance moyenne ?

9. Un ressort de raideur $k$ passe d’un allongement $x_1$ à un allongement $x_2$ . Quelle expression donne le travail de sa tension ?

10. Un ressort de raideur $k=40\ \mathrm{N\cdot m^{-1}}$ est allongé de $x=0{,}15\ \mathrm{m}$ . Quelle est la valeur de sa tension ?

11. Une force de frottement constante d’intensité $f=12\ \mathrm{N}$ s’oppose au déplacement sur une longueur $L=5\ \mathrm{m}$ . Quel est son travail ?

12. Quelle démarche permet de résoudre correctement un problème de travail des forces lors d’un déplacement ?

13. Comment définit-on le travail d’une force constante lors du déplacement rectiligne de son point d’application de A vers B ?

14. Pour une force constante agissant sur un trajet composé de plusieurs portions, comment calculer le travail total ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Biochimie de la kératine et du cheveu

Lois de l’électrocinétique

Biomolécules et structure du cheveu

Chromosomes humains et caryotype

MP 1

Biologie cellulaire et membrane généralités

Crée tes propres QCM

QCM : Travail et puissance des forces (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Comment la tension d’un ressort est-elle orientée par rapport à son allongement ?

2. De quels éléments dépend le travail du poids lors du déplacement d’un corps ?

3. Quelle relation permet de déterminer la puissance instantanée d’une force au point où sa vitesse vaut v⃗\vec vv ?

4. Quel est le travail d’une réaction normale lorsque celle-ci est perpendiculaire au déplacement ?

5. Un corps de masse m descend de l’altitude z_A vers l’altitude z_B avec z_A supérieure à z_B. Quelle expression donne le travail de son poids ?

6. Quelle expression permet de calculer le travail d’une force constante lors d’un déplacement AB, lorsque α est l’angle entre la force et le déplacement ?

7. Quel type de travail produit une force faisant un angle de 120° avec le déplacement de son point d’application ?

8. Une force fournit un travail de 3000 J pendant 6 s. Quelle est sa puissance moyenne ?

9. Un ressort de raideur kkk passe d’un allongement x1x_1x1​ à un allongement x2x_2x2​. Quelle expression donne le travail de sa tension ?

10. Un ressort de raideur k=40 N⋅m−1k=40\ \mathrm{N\cdot m^{-1}}k=40 N⋅m−1 est allongé de x=0,15 mx=0{,}15\ \mathrm{m}x=0,15 m. Quelle est la valeur de sa tension ?

11. Une force de frottement constante d’intensité f=12 Nf=12\ \mathrm{N}f=12 N s’oppose au déplacement sur une longueur L=5 mL=5\ \mathrm{m}L=5 m. Quel est son travail ?

12. Quelle démarche permet de résoudre correctement un problème de travail des forces lors d’un déplacement ?

13. Comment définit-on le travail d’une force constante lors du déplacement rectiligne de son point d’application de A vers B ?

14. Pour une force constante agissant sur un trajet composé de plusieurs portions, comment calculer le travail total ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Biochimie de la kératine et du cheveu

Lois de l’électrocinétique

Biomolécules et structure du cheveu

Chromosomes humains et caryotype

MP 1

Biologie cellulaire et membrane généralités

Crée tes propres QCM

3. Quelle relation permet de déterminer la puissance instantanée d’une force au point où sa vitesse vaut $\vec v$ ?

9. Un ressort de raideur $k$ passe d’un allongement $x_1$ à un allongement $x_2$ . Quelle expression donne le travail de sa tension ?

10. Un ressort de raideur $k=40\ \mathrm{N\cdot m^{-1}}$ est allongé de $x=0{,}15\ \mathrm{m}$ . Quelle est la valeur de sa tension ?

11. Une force de frottement constante d’intensité $f=12\ \mathrm{N}$ s’oppose au déplacement sur une longueur $L=5\ \mathrm{m}$ . Quel est son travail ?