Leçon : Mouvement d'un corps sur un plan horizontal rugueux

Dans cette leçon, nous allons apprendre comment résoudre des problèmes sur le déplacement d'une particule sur un plan horizontal rugueux en décomposant les forces parallèles et perpendiculaires au plan.

Feuille d'activités: Mouvement d'un corps sur un plan horizontal rugueux • 19 Questions

Q1:

Un objet de poids 𝑊 se déplace avec une vitesse constante sur un plan horizontal sous l'action d'une force d'intensité 145 N, et dont la ligne d'action est inclinée d'un angle 𝜃 sur l'horizontale, où s i n 𝜃 = 3 5 . Si la résistance du plan au mouvement de l'objet est 1 6 𝑊 , alors détermine 𝑊 et la réaction normale du plan 𝑅 .

Q2:

Un corps de masse 271 grammes est placé sur un plan horizontal rugueux. Le coefficient de frottement cinétique entre le corps et le plan est égal à √ 3 7 . Une force d'intensité 271 grammes-poids est appliquée au corps agissant vers le haut avec un angle de 3 0 ∘ au-dessus de l'horizontale, ce qui le fait se déplacer avec une accélération uniforme, comme indiqué sur la figure. Après 5 secondes de mouvement, la force n'est plus appliquée. Détermine 𝑣 , la vitesse du corps à la fin de ces 5 secondes et détermine la durée 𝑡 nécessaire pour que le corps s’immobilise après le retrait de la force. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s 2 et donne tes réponses au centième près.

Q3:

Un corps de masse 19,5 kg a été placé sur un plan horizontal rugueux. Le coefficient de frottement statique entre le corps et le plan était de 0,4 et celui du frottement cinétique était de 0,2. Une force horizontale croissante agit sur le corps jusqu'à ce qu'il bouge. Détermine la force de frottement 𝐹 1 entre le corps et le plan lorsque le corps était sur le point de bouger et détermine la force de friction 𝐹 2 entre le corps et le plan durant le mouvement du corps. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s 2 .

Q4:

Un cheval tirait un bloc de bois le long d'une section de terrain horizontale. La force de traction du cheval était de 2 2 k g p qui agissait sur le bloc à un angle de 6 0 ∘ par rapport à la verticale. Étant donné que le bloc se déplaçait uniformément, détermine l'intensité du frottement agissant sur le bloc.

Q5:

À partir des données sur la figure, calcule le coefficient de frottement cinétique au centième près, sachant que la masse de l'objet est de 28 kg et que l'accélération de la pesanteur vaut 𝑔 = 9 , 8 / m s 2 .

Q6:

Un objet de masse 21 kg est placé sur un plan rugueux horizontal. Une force horizontale d'intensité 144,06 N agit sur l'objet, causant une accélération constante de 4,9 m/s2. Détermine le coefficient de friction du plan. On prendra 𝑔 = 9 , 8 / m s  .

Q7:

Un objet de masse 440 g est posé sur un plan horizontal rugueux dont le coefficient de frottement est 1 4 . L'objet est traîné à travers le plan par l'action d'une force horizontale. Sachant que l'action de cette force engendre une accélération constante de 170 cm/s2, détermine l'intensité de la force. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s  .

Q8:

Une force horizontale d'intensité 57 kgp commence à agir sur un objet en état de repos sur un sol rugueux horizontal. La force agit sur l'objet pendant 2 s, le poussant à se déplacer sur une distance de 13,3 m. Lorsque la force cesse d'agir, l'objet couvre encore 13,3 m avant d'atteindre le repos. En prenant 𝑔 = 9 , 8 / m s  , détermine la masse de l'objet 𝑚 et la résistance du sol à son mouvement 𝑅 .

Q9:

Un objet de masse 5 kg est placé sur un plan rugueux horizontal. Le coefficient de frottement entre l'objet et le plan est √ 3 2 . Une force d'intensité 4 √ 3 kgp, dont la ligne d'action forme un angle de 6 0 ∘ avec l'horizontale, agit sur l'objet pour 5 secondes. Calcule le temps mis par l'objet pour atteindre le repos après que la force cesse d'agir. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s  .

Q10:

Un objet de 12 kg est placé sur un plan rugueux horizontal. Il est tiré par une force dont la ligne d'action forme un angle 𝜃 vers le haut du plan, tel que s i n 𝜃 = 3 5 . Si l'objet se déplace à partir du repos sur une distance de 804 cm en 4 secondes, et le coefficient de frottement est 3 4 , alors détermine l'intensité de la force de traction. Prends l'accélération de la pesanteur 𝑔 = 9 , 8 / m s  .

Q11:

Un objet de masse 1 1 √ 3 kg est placé sur un plan rugueux horizontal. Le coefficient de frottement statique entre l'objet et le plan est √ 3 3 , et le coefficient de frottement cinétique est √ 3 7 . Une force agit sur l'objet et sa ligne d'action forme un angle de 6 0 ∘ par rapport à l'horizontale. La force met l'objet sur le point de se déplacer. Si l'intensité de la force augmente de 𝐹  à 𝐹  , alors l'objet commencera à se déplacer avec une accélération de 5 √ 3 3 m/s2. Détermine 𝐹  et 𝐹  . On prendra 𝑔 = 9 , 8 / m s  .

Q12:

Un corps de masse 905 kg volait à 864 km/h lorsqu'il est entré dans un nuage de poussière. Le nuage de poussière produit une force de friction de 1 2 kgp pour chaque kilogramme de la masse du corps. Sachant que le corps a volé à l'intérieur du nuage de poussière pendant 30 secondes, détermine sa vitesse lorsqu'il sort du nuage. Prends 𝑔 comme étant égale à 9,8 m/s2.

Q13:

Un objet de masse 1 kg est placé sur un plan rugueux horizontal. Le coefficient de frottement entre l'objet et le plan est √ 3 3 . Une force d'intensité √ 3 kgp, dont la ligne d'action forme un angle de 6 0 ∘ avec l'horizontale, agit sur l'objet pour 6 secondes. Calcule le temps mis par l'objet pour atteindre le repos après que la force cesse d'agir. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s  .

Q14:

Un objet de masse 280 g est posé sur un plan horizontal rugueux dont le coefficient de frottement est 4 5 . L'objet est traîné à travers le plan par l'action d'une force horizontale. Sachant que l'action de cette force engendre une accélération constante de 170 cm/s2, détermine l'intensité de la force. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s  .

Q15:

Une force horizontale d'intensité 45 kgp commence à agir sur un objet en état de repos sur un sol rugueux horizontal. La force agit sur l'objet pendant 2 s, le poussant à se déplacer sur une distance de 14,7 m. Lorsque la force cesse d'agir, l'objet couvre encore 7,35 m avant d'atteindre le repos. En prenant 𝑔 = 9 , 8 / m s  , détermine la masse de l'objet 𝑚 et la résistance du sol à son mouvement 𝑅 .

Q16:

Un corps de masse 215 grammes est placé sur un plan horizontal rugueux. Le coefficient de frottement cinétique entre le corps et le plan est égal à √ 3 4 2 . Une force d'intensité 250 grammes-poids est appliquée au corps agissant vers le haut avec un angle de 3 0 ∘ au-dessus de l'horizontale, ce qui le fait se déplacer avec une accélération uniforme, comme indiqué sur la figure. Après 5 secondes de mouvement, la force n'est plus appliquée. Détermine 𝑣 , la vitesse du corps à la fin de ces 5 secondes et détermine la durée 𝑡 nécessaire pour que le corps s’immobilise après le retrait de la force. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s 2 et donne tes réponses au centième près.

Q17:

Un objet de masse 23,1 kg est placé sur un plan rugueux horizontal. Une force horizontale d'intensité 97,02 N agit sur l'objet, causant une accélération constante de 2,8 m/s2. Détermine le coefficient de friction du plan. On prendra 𝑔 = 9 , 8 / m s  .

Q18:

Un objet de masse 12 kg est placé sur un plan rugueux horizontal. Le coefficient de frottement statique entre l'objet et le plan est √ 3 3 , et le coefficient de frottement cinétique est √ 3 7 . Une force agit sur l'objet et sa ligne d'action forme un angle de 3 0 ∘ par rapport à l'horizontale. La force met l'objet sur le point de se déplacer. Si l'intensité de la force augmente de 𝐹  à 𝐹  , alors l'objet commencera à se déplacer avec une accélération de √ 3 3 m/s2. Détermine 𝐹  et 𝐹  . On prendra 𝑔 = 9 , 8 / m s  .

Q19:

À partir des données sur la figure, calcule le coefficient de frottement cinétique au centième près, sachant que la masse de l'objet est de 36 kg et que l'accélération de la pesanteur vaut 𝑔 = 9 , 8 / m s 2 .

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