Feuille d'activités : Impulsion

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à calculer l'impulsion d'une force constante sur un corps et sa relation avec la variation du moment de ce corps.

Q1:

Une force constante agit sur un objet dont la masse est de 6 kg. Comme résultat, sa vitesse change de 37 km/h à 49 km/h. Calcule l'intensité de l'impulsion de cette force sur cet objet.

Q2:

On considère les trois forces 𝐹=5𝚤2𝚥+2𝑘N, 𝐹=𝚥3𝑘N et 𝐹=𝚤5𝚥2𝑘N, 𝚤, 𝚥 et 𝑘 sont trois vecteurs unitaires mutuellement orthogonaux. Les trois forces agissent sur un objet pendant 3 s. Calcule l'intensité de leur impulsion sur l'objet.

  • A27 N⋅s
  • B9 N⋅s
  • C389 N⋅s
  • D373 N⋅s

Q3:

Une force constante agit sur un corps de masse 𝑚, changeant sa vitesse de 9 m/s à 54 km/h. Sachant que l'impulsion de la force était de 5,82 N⋅s, détermine la valeur de 𝑚.

Q4:

Une sphère lisse de masse 1‎ ‎412 g se déplaçait horizontalement sur une droite à 13,5 m/s lorsqu'elle frappe un mur lisse vertical et rebondit en 9 m/s. Détermine l'intensité de l'impulsion exercée sur la sphère.

Q5:

Une sphère de masse 125 g se déplaçait le long d'une section du sol horizontal à 165 cm/s lorsqu'elle frappe un mur vertical. Sachant que le mur a appliqué une impulsion d'intensité 0,214 N⋅s à la sphère, détermine la vitesse de la sphère lorsqu'elle rebondi sur le mur.

Q6:

Un wagon de chemin de fer de 23t se déplaçait à 14/ms avant de s’écraser sur une barrière. Étant donné qu’il a fallu 4s pour que le chariot s’immobilise, détermine l’intensité 𝐼 de l’impulsion et l’intensité 𝐹 de la force moyenne au kilogramme-force près. Considère l’accélération gravitationnelle 9,8/ms.

  • A𝐼=322/kgms, 𝐹=81kgp
  • B𝐼=3,22×10/kgms, 𝐹=80500kgp
  • C𝐼=3,22×10/kgms, 𝐹=8214kgp
  • D𝐼=322/kgms, 𝐹=8214kgp

Q7:

Une sphère de masse 83 g tombe verticalement d'une hauteur de 8,1 m vers une section d'un sol horizontal. Elle rebondit et atteint une hauteur de 3,6 m. Sachant que le choc a duré 0,42 s, et que la pesanteur est de 9,8 m/s2, calcule la force moyenne d'impact au centième près.

Q8:

Une balle de masse 560 g tombe 3,6 m vers un sol horizontal. Ell rebondit à une hauteur de 1,6 m. Sachant que la balle touche le sol pendant 0,08 secondes, détermine la force moyenne de choc entre la balle et le sol. Prends 𝑔=9,8/ms.

  • A960,4 N
  • B180,488 N
  • C98 N
  • D103,488 N

Q9:

Une balle de masse 5 kg tombe d'une hauteur de 6,4 m sur une section d'un sol horizontal. Elle rebondit jusqu'à une hauteur de 2,5 m. Sachant que la durée de l'impact était de 0,5 secondes, détermine l'intensité de la force totale que le sol exerce sur la balle. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q10:

Une balle lisse de masse 240 g est lancée verticalement vers le haut avec une vitesse de 16 m/s vers un plafond horizontal à 390 cm au-dessous du sol. La balle heurte le plafond et rebondit verticalement vers le bas. L'intensité de la force du choc agissant sur le plafond par la balle est de 960 gp, et leur contact dure 12 de seconde. Détermine la vitesse de la balle lorsqu'elle rebondit depuis le plafond. L'accélération de la pesanteur est de 9,8 m/s2.

  • A37,9 m/s
  • B11,1 m/s
  • C13,4 m/s
  • D40,5 m/s
  • E8,5 m/s

Q11:

Un objet de masse 349 g est lancé verticalement vers le haut avec une vitesse de 539 m/s à partir d'un point à 78 cm en dessous du plafond d'un pièce. Lorsqu'il touche le plafond, il rebondit, et 0,6 secondes après, il touche le sol. Sachant que la hauteur du plafond est de 390 cm, et que le choc a duré pour 17 secondes, calcule la force du choc au newton près. L'accélération gravitationnelle est de 9,8 m/s2.

Q12:

Le graphique ci-dessous représente la force en fonction du temps pour une force agissant dans une direction constante sur un objet qui se déplace sur un plan lisse horizontal. En utilisant les informations données, calcule l'intensité de l'impulsion de la force.

Q13:

La figure ci-dessous représente un diagramme force-temps. At l'instant 𝑡 en secondes, où 𝑡0, la force est donnée par 𝐹=(𝑡2)N. Détermine limpulsion au court des premières quatre secondes.

  • A4 N⋅s
  • B83 N⋅s
  • C8 N⋅s
  • D163 N⋅s

Q14:

La figure ci-dessous représente un graphique de force-temps. À l'instant 𝑡 secondes, 𝑡0, la force est donnée par 𝐹=(𝑡3)+4N. Détermine son impulsion pendant la sixième seconde.

  • A2 N⋅s
  • B313 N⋅s
  • C8 N⋅s
  • D316 N⋅s

Q15:

Deux forces 𝐹 et 𝐹 agissent sur un objet d'une unité de masse pendant 19 secondes. Sachant que 𝐹=8𝚤4𝚥N et 𝐹=𝚤+3𝚥N, détermine l'impulsion.

  • A952Ns
  • B52Ns
  • C765Ns
  • D1910Ns

Q16:

Les forces 𝐹=𝑎𝑖+3𝚥, 𝐹=3𝚤+𝑏𝚥 et 𝐹=𝑎𝑖3𝚥 ont agi sur un corps pendant 3 secondes. Si leur impulsion combinée sur le corps était de 𝐼=3𝚤6𝚥, détermine les valeurs de 𝑎 et 𝑏.

  • A𝑎=2, 𝑏=8
  • B𝑎=4, 𝑏=2
  • C𝑎=2, 𝑏=2
  • D𝑎=4, 𝑏=8

Q17:

On jette une pierre dans un puits avec une vitesse de 4,5 m/s Elle atteint le fond en 4 secondes. Sachant que 𝑔=9,8/ms, détermine la vitesse de la pierre au moment de la collision au fond du puits.

Q18:

Une balle de masse 24 g a été tirée horizontalement à 496 m/s vers un objet en bois de masse 1 kg qui reposait sur une table horizontale rugueuse. La balle s'est enfoncée dans le bloc en bois, et ils ont commencé à se déplacer ensemble comme un seul objet le long de la table. Après avoir glissé le long de la table pendant 70 cm, cet objet a heurté une barrière perpendiculaire fixée à la table. Il a rebondi à 66 cm/s. Sachant que la résistance de la table au mouvement du bloc était de 39,7 N, détermine l'impulsion de la barrière sur l'objet.

  • A12,58 N⋅s
  • B9,88 N⋅s
  • C11,23 N⋅s
  • D8,53 N⋅s

Q19:

Une balle de masse 400 g se déplace de manière rectiligne le long d’une surface horizontale lisse vers un mur vertical avec une vitesse constante de 16 m/s. Sachant que la direction du mouvement de la balle est perpendiculaire au mur, et que le mur exerce une impulsion de 11 N⋅s sur la balle pendant l’impact, détermine la vitesse de rebond de la balle.

  • A5,75 m/s
  • B27,5 m/s
  • C11,5 m/s
  • D19,5 m/s

Q20:

Une sphère de masse 163 g heurte un mur vertical en se déplaçant horizontalement avec une vitesse de 67 cm/s. Sachant qu'elle rebondit dans la direction opposée, et que sa quantité de mouvement change de 11‎ ‎899 g⋅cm/s, détermine sa vitesse après le choc.

Q21:

Un ballon en caoutchouc de masse 41 g se déplace horizontalement sur une surface lisse. Il heurte un obstacle à une vitesse de 62 cm/s, puis rebondit dans le sens opposé à 45 cm/s. Calcule la variation de sa quantité de mouvement comme résultat du choc.

Q22:

À partir d'un point situé à 225 cm sous le plafond d'une chambre, une balle de masse 51 g a été projetée verticalement vers le haut à une vitesse de 885 cm/s. Si la variation de la quantité de mouvement de la balle lorsqu'elle touche le plafond était de 36‎ ‎720 g⋅cm/s, détermine la vitesse de la balle après la collision. Considère l'accélération gravitationnelle 9,8 m/s2.

Q23:

Une balle en caoutchouc de masse 10 g tombe d'une hauteur de 8,1 m sur une section de terrain horizontal. Il a frappé le sol et a rebondi à une hauteur de 4,9 m. Calcule l'intensité de la variation du moment résultant de l'impact. Prends 𝑔=9,8/ms.

  • A11‎ ‎200 g⋅cm/s
  • B224 g⋅cm/s
  • C22‎ ‎400 g⋅cm/s
  • D112 g⋅cm/s

Q24:

Une balle en caoutchouc est tombée verticalement d'une hauteur de 6,4 m au-dessus du sol. Elle rebondit ensuite à une hauteur de 1,6 m. Si la variation de la quantité de mouvement de la balle due à l’impact est de 1‎ ‎113 kg⋅cm/s, détermine la masse de la balle. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q25:

Une balle de caoutchouc de masse 54 g tombe sur une section d'un sol horizontal. Sa vitesse juste avant d'atteindre le sol était de 41 m/s. Après avoir frappé le sol, elle rebondit à une hauteur de 250 cm avant d'atteindre momentanément le repos. En prenant 𝑔=9,8/ms, détermine l'amplitude de la variation dans le moment qui résulte de l'impact.

  • A1‎ ‎836 g⋅m/s
  • B2‎ ‎592 g⋅m/s
  • C2‎ ‎214 g⋅m/s
  • D378 g⋅m/s

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