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Vidéo question :: Accélération et force Physique • Première année secondaire

Une tasse de masse 125 g est au repos sur un bureau lorsqu’elle est accidentellement heurtée par le bras d’une personne. La tasse subit une accélération de 0,25 m/s² dans le sens vers lequel elle est poussée. Quelle est l’intensité de la force appliquée par le bras qui heurte la tasse ? Donnez votre réponse au centième près.

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Transcription de la vidéo

Une tasse de masse 125 grammes est au repos sur un bureau lorsqu’elle est accidentellement heurtée par le bras d’une personne. La tasse subit une accélération de 0,25 mètre par seconde au carré dans le sens vers lequel elle est poussée. Quelle est l’intensité de la force appliquée par le bras qui heurte la tasse ? Donnez votre réponse au centième près.

Dans cette question, nous savons que nous avons une tasse dont la masse est de 125 grammes et qu’elle est placée au repos sur un bureau. Nous savons que cette tasse est ensuite heurtée par le bras d’une personne, lui appliquant ainsi une force, ce qui la soumet à une accélération dans le sens vers lequel elle est poussée. On nous dit que l’accélération est de 0,25 mètre par seconde au carré. Nous devons déterminer l’intensité de la force, que nous avons appelée 𝐅, appliquée par le bras qui heurte la tasse.

Pour résoudre cette question, nous devons trouver une relation entre l’accélération de la tasse 𝑎, la force exercée sur la tasse 𝐅 et la masse de la tasse 𝑚. Cette relation est la deuxième loi du mouvement de Newton, qui dit que la force 𝐅 appliquée à un objet est égale à la masse 𝑚 de l'objet multipliée par l'accélération 𝑎 que subit l'objet. Puisque nous connaissons les valeurs de 𝑚 et 𝑎, nous pouvons alors utiliser cette équation de la deuxième loi du mouvement de Newton afin de déterminer la force appliquée à la tasse. Mais avant de faire cela, il faut tenir compte des unités des grandeurs.

Si nous voulons déterminer la force en newtons, qui est l’unité standard de la force selon le SI, nous devons avoir la masse et l’accélération dans leurs unités standard également. L’unité standard de la masse est le kilogramme, et l’unité standard de l’accélération est le mètre par seconde au carré. Notre valeur pour l’accélération 𝑎 de la tasse est déjà exprimée en mètres par seconde au carré. Cependant, la masse 𝑚 est exprimée en grammes et non pas en kilogrammes. Nous devons donc convertir cette valeur de grammes en kilogrammes. Rappelons qu’un kilogramme équivaut à 1000 grammes. En divisant les deux membres de cette équation par 1000, nous trouvons qu’un gramme est égal à un millième de kilogramme. Donc, pour convertir cette masse 𝑚 de grammes en kilogrammes, nous devons la multiplier par un sur 1000 kilogrammes par gramme. Nous trouvons alors que la masse de la tasse est de 0,125 kilogramme.

Nous pouvons maintenant introduire nos valeurs de la masse 𝑚 et de l’accélération 𝑎 dans cette équation de la force 𝐅. Nous avons 𝐅 égale 0,125 kilogramme fois 0,25 mètre par seconde au carré. En faisant le calcul, nous obtenons une force de 0,03125 newton. Notez cependant qu’on nous demande de donner notre réponse au centième près. Au centième près, notre résultat est arrondi à 0,03 newton.

Notre réponse finale est alors que l’intensité de la force appliquée par le bras qui heurte la tasse est de 0,03 newton.

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