Feuille d'activités : Quantité de mouvement

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à calculer la quantité de mouvement d'une particule se déplaçant en ligne droite en utilisant la formule H=mv.

Q1:

Détermine le moment d'une voiture de masse 2,1 tonnes se déplaçant à 42 km/h.

  • A44,1 tonne - kilomètres par heure
  • B176,4 tonne - kilomètres par heure
  • C88,2 tonne - kilomètres par heure

Q2:

Calcule la quantité de mouvement d'une pierre de masse 520 g après être tombée 8,1 m verticalement vers le bas. Prends l'accélération de la pesanteur 𝑔=9,8/ms.

Q3:

Calcule le moment d'un corps de masse 33 kg se déplaçant à une vitesse de 18 km/h. Donne ta réponse en grammes-centimètres par seconde.

Q4:

Une arme à feu tire 97 balles par minute. La masse de chaque balle est de 10 g, et la vitesse de projection de l'arme est de 180 m/s. La vitesse de projection est la vitesse de sortie de la balle du tube de l'arme. Calcule la quantité de mouvement transmise aux balles par seconde.

Q5:

Un objet de masse 17 kg se déplace en mouvement rectiligne avec une accélération constante de 1,8 m/s2. Sa vitesse initiale est de 22,3 m/s. Détermine l'augmentation de sa quantité de mouvement au cours des premières 5 s.

Q6:

Une voiture roule sur une route rectiligne avec une vitesse de 60 km/h. Elle traverse une tempête de sable dont la vitesse est de 48 km/h dans la direction opposée. Si la masse d'une graine de sable est de 10 milligrammes, détermine sa quantité de mouvement par rapport à la voiture en gramme-centimètre par seconde.

Q7:

La vapeur d'eau se condense à la surface d'un avion dans le ciel et tombe ensuite sous forme de gouttes à un taux de 14,7 kg/s. Sachant que la masse d'une goutte d'eau est de 0,39 g, détermine le moment d'une goutte d'eau lorsqu'elle atteint le sol à partir d'une hauteur de 1‎ ‎000 m. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q8:

Calcule la hauteur à partir de laquelle un objet de masse 0,3 kg doit tomber pour que l'intensité de sa quantité de mouvement juste avant de toucher le sol soit égale à la quantité de mouvement d'un objet de masse 63 g qui se déplace avec une vitesse de 336 km/h.

Q9:

Une force horizontale d'intensité 265 kgp commence à agir sur un objet de masse 10 kg en état de repos sur un plan horizontal. Sachant que l'objet commence à se déplacer, et que l'intensité de la force de résistance à son mouvement est de 2‎ ‎208 N, calcule la quantité de mouvement de l'objet 4 secondes après le début de l'action de la force sur lui. On prendra 𝑔=9,8/ms.

Q10:

Un canon de masse 2,7 tonnes se déplace en ligne droite avec une vitesse de 2 km/h, tandis que le boulet du canon dont la masse est de 10 kg se déplace avec une vitesse de 124 m/s. Sachant que la quantité de mouvement du canon est 𝐻 , et que celle du boulet est 𝐻, indique laquelle des affirmations suivantes est vraie.

  • A 𝐻 > 𝐻
  • B 𝐻 = 𝐻
  • C 𝐻 < 𝐻

Q11:

Une voiture en panne de masse 1,2 tonnes était poussée le long d'une route horizontale. À partir du repos, une force de 240 kgp a agi sur elle pendant 9 secondes. Lorsque la force s'est arrêtée, la voiture a continué à se déplacer librement. Elle a de nouveau atteint l'état de repos 19 secondes plus tard. La résistance au mouvement de la voiture était constante tout au long de son mouvement. En utilisant la relation entre l'impulsion et le mouvement, détermine la vitesse maximale atteinte par la voiture. Prends pour accélération gravitationnelle 9,8 m/s2.

  • A25,27 m/s
  • B17,06 m/s
  • C3,87 m/s
  • D11,97 m/s

Q12:

Une balle de tennis de masse 57 g se déplace horizontalement avec une vitesse de 68,4 m/s. Elle entre en collision avec une raquette verticale en état de repos puis rebondit avec une vitesse de 18,8 m/s. Sachant que le contact entre la balle et la raquette dure 125 d'une seconde, calcule l'intensité moyenne de la force de choc.

Q13:

Une mitrailleuse tire 840 balles par minute sur un mur d'acier. Chaque balle a une masse de 24,5 g, et percute le mur avec une vitesse de 120 m/s . Détermine la force agissant sur le mur sachant que chaque balle rebondit avec une vitesse de 30 m/s. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q14:

Une balle en caoutchouc tombe d’une hauteur de 7,2 m et rebondit verticalement jusqu'à atteindre 2,7 m. Calcule la vitesse de la balle juste après avoir frappé le sol, en prenant pour l’accélération de la pesanteur la valeur 𝑔=9,8/ms.

  • A 2 1 3 5 m/s
  • B 2 1 3 1 0 m/s
  • C 2 1 6 1 0 m/s
  • D 2 1 6 2 0 m/s

Q15:

Un garçon essaie de jongler avec un ballon de football. Sachant qu’il s’est écoulé 2,6 secondes entre le moment où le garçon l’a frappé et le moment où il retourne à son pied, et que 𝑔=9,8/ms, calcule la vitesse initiale du ballon.

Q16:

De l'huile coule de manière continue d'une hauteur de 122,5 cm dans le plateau d'une balance à 480 g/min. Sachant que l'huile se rassemblait dans le plateau sans rebondir, détermine la lecture sur la balance 20 secondes après que l'huile a commencé à couler. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q17:

Une voiture de masse 1,6 tonnes, démarrant du repos, a commencé à accélérer uniformément à 137 cm/s2. Détermine sa quantité de mouvement 19 secondes après avoir commencé son mouvement.

Q18:

Un objet de masse 7 kg se déplace en mouvement rectiligne. Son vecteur position à l'instant 𝑡 est donné par la relation 𝑟(𝑡)=𝑡+5𝚤+𝑡+𝑡𝚥, 𝑟 est mesurée en mètres et 𝑡 en secondes. Détermine la quantité de mouvement de l'objet après 2 secondes.

  • A 5 6 𝚤 + 8 4 𝚥
  • B 1 4 𝚤 + 1 3 𝚥
  • C 2 8 𝚤 + 9 1 𝚥
  • D 2 8 𝚤 + 8 5 𝚥

Q19:

Une balle de masse 188 g a été tirée à 797 m/s sur une cible en bois de masse 3 kg qui était au repos. La balle s'est enfoncée dans la cible et ils ont commencé à bouger ensemble. Calcule la vitesse de la balle et de la cible après l'impact étant donné que l'élan total du système n'a pas changé.

Q20:

Un corps de masse variable se déplace le long d'une ligne droite fixe. Sa masse à l'instant 𝑡 est donnée par la relation 𝑚(𝑡)=5𝑡+7 et son déplacement est donné par la relation 𝑠(𝑡)=(5𝑡+4𝑡)𝚤, 𝚤 est un vecteur unitaire parallèle à la direction de son mouvement. Détermine la quantité de mouvement 𝐻(𝑡) du corps et la force 𝐹(𝑡) qui agit sur lui.

  • A 𝐻 ( 𝑡 ) = ( 5 0 𝑡 + 7 0 𝑡 + 2 8 ) 𝚤 , 𝐹 ( 𝑡 ) = ( 1 0 0 𝑡 + 7 0 ) 𝚤
  • B 𝐻 ( 𝑡 ) = ( 5 0 𝑡 + 9 0 𝑡 + 2 8 ) 𝚤 , 𝐹 ( 𝑡 ) = ( 5 0 𝑡 + 7 0 ) 𝚤
  • C 𝐻 ( 𝑡 ) = ( 2 5 𝑡 + 5 5 𝑡 + 2 8 ) 𝚤 , 𝐹 ( 𝑡 ) = ( 5 0 𝑡 + 5 5 ) 𝚤
  • D 𝐻 ( 𝑡 ) = ( 5 0 𝑡 + 9 0 𝑡 + 2 8 ) 𝚤 , 𝐹 ( 𝑡 ) = ( 1 0 0 𝑡 + 9 0 ) 𝚤

Q21:

Une fusée monte verticalement en projetant son carburant brûlé à une vitesse de 3‎ ‎600 km/h verticalement vers le bas. Sachant que pour chaque 8 secondes elle expulse 3 kg de carburant, détermine la force de portance produite par le moteur de la fusée.

Q22:

Détermine la masse d'un objet dont la quantité de mouvement vaut 37 kg⋅m/s, sachant que son vecteur déplacement est donné par la relation 𝑠(𝑡)=(3𝑡)𝚤+(4𝑡)𝚥, 𝑠 est mesurée en mètres et 𝑡 en secondes.

Q23:

Une voiture de masse 1‎ ‎350 kg se déplace en ligne droite de sorte qu'à l'instant 𝑡, en secondes, son déplacement par rapport à un point fixe sur la droite est donné par 𝑠=6𝑡3𝑡+4m. Calcule la norme de la quantité de mouvement de la voiture en 𝑡=3s.

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