Feuille d'activités : Troisième loi du mouvement de Newton

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à résoudre des problèmes sur la troisième loi de Newton.

Q1:

Un ascenseur accélère verticalement vers le haut à 2,6 m/s2. Un homme de masse 124 kg se tient à l'intérieur de l'ascenseur. Détermine la force de réaction du sol sur l'homme.

Q2:

Un objet de masse 87 kg est placé à l'intérieur d'une boîte dont la masse est de 60 kg et qui est suspendue à une corde verticale. Une tension de 265 kgp est appliquée à la corde, les amenant à s'élever verticalement. Détermine la force exercée par l'objet sur le fond de la boîte en s'élevant vers le haut. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q3:

Un ascenseur accélérait verticalement vers le bas à 1,7 m/s2. En prenant pour accélération gravitationnelle 𝑔=9,8/ms, détermine l'intensité de la réaction du plancher sur un passager de masse 103 kg.

Q4:

Un ascenseur se déplace verticalement vers le haut à une vitesse constante. Un homme de masse 150 kg est debout à l'intérieur. Détermine la force de réaction du sol sur l'homme. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q5:

Un corps de masse 4 kg est suspendu à une balance à ressort fixée au plafond d'un ascenseur. Étant donné que la lecture sur la balance est de 1‎ ‎042 gp, détermine l'amplitude de l'accélération de l'ascenseur. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q6:

Un ascenseur monte selon une accélération de 140 cm/s2. Sachant qu'une personne, se tenant debout à l'intérieur de l'ascenseur, exerce une force de 88 kgp sur le plancher, calcule sa masse. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q7:

Un corps de masse 45 kg a été placé dans une balance à ressort fixée au plafond d'un ascenseur. Si l'ascenseur accélérait à 105 cm/s2, quel serait le poids apparent du corps? Considère l'accélération gravitationnelle 9,8 m/s2.

  • A 441 N
  • B 47,25 N
  • C 393,75 N
  • D 488,25 N

Q8:

Un corps est suspendu à une balance avec ressort dans une montgolfière qui accélérait verticalement vers le bas à 79 de l'accélération gravitationnelle. Calcule le rapport entre les poids apparent et réel du corps.

  • A 7 9 :
  • B 2 9 :
  • C 9 2 :
  • D 9 7 :

Q9:

Un objet est suspendu à une balance à ressort fixée au plafond d'un ascenseur. La balance affiche 1,4 kgp lorsque l'ascenseur accélère vers le haut, et affiche 0,98 kgp lorsque l'ascenceur accélère vers le bas au même rythme. Calcule la masse de l'objet, sachant que l'accélération gravitationnelle 𝑔=9,8/ms.

Q10:

Un objet est suspendu à un peson à ressort fixé au plafond d'un ascenseur. Lorsque l'ascenceur accélère vers le haut avec un certain rythme, la balance affiche 1,5 kgp. Cependant, lorsque l'ascenseur accélère vers le bas avec le même rythme, la balance affiche 0,6 kgp. Détermine l'accélération de l'ascenseur. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q11:

Un objet de masse 686 g est suspendu à une balance à ressort fixée au plafond d'un ascenseur. Lorsque l'ascenseur commence à se déplacer, la balance affiche 672 g. Détermine si l'ascenseur monte ou descend, et calcule sa vitesse 𝑣, 5 secondes après le début du mouvement. Prends l'accélération de la pesanteur 𝑔=9,8/ms.

  • Amonte, 𝑣=0,51/ms
  • Bdescend, 𝑣=0,51/ms
  • Cmonte, 𝑣=1/ms
  • Ddescend, 𝑣=1/ms

Q12:

Un homme se tenait sur une balance dans un ascenseur, enregistrant les lectures à mesure que l'ascenseur se déplaçait. Sa première lecture a eu lieu lorsque l'ascenseur accélérait vers le haut avec une accélération 7𝑎. Il a fait une autre lecture quand l'ascenseur accélérait vers le bas avec une accélération 8𝑎. Sachant que le rapport entre les deux lecteurs était de 41:, détermine 𝑎𝑔:𝑔 est l'accélération due à la gravité.

  • A 1 3 1 :
  • B 1 1 3 :
  • C 1 1 2 :
  • D 1 2 1 :

Q13:

Une grue transporte un corps de masse 3‎ ‎920 kg. Sachant que la tension maximale que ses câbles peuvent supporter est de 4‎ ‎000 kgp, détermine l'accélération maximale 𝑎 à laquelle la grue peut soulever le corps en toute sécurité sans casser ses câbles. Sachant qu'elle a soulevé le corps à ce rythme, calcule le temps 𝑡 mis par la grue pour soulever le corps de 32,4 m. Considère l'accélération gravitationnelle 9,8 m/s2.

  • A 𝑎 = 1 0 , 8 2 / m s , 𝑡 = 2 , 4 5 s
  • B 𝑎 = 0 , 2 / m s , 𝑡 = 1 8 s
  • C 𝑎 = 8 , 7 8 / m s , 𝑡 = 2 , 7 2 s
  • D 𝑎 = 1 9 , 8 / m s , 𝑡 = 1 , 8 1 s

Q14:

Un corps est suspendu à une balance avec ressort fixée au plafond d'un ascenseur. La lecture de la balance était de 50 kgp lorsque l'ascenseur accélérait vers le haut à 𝑎/ms, et la lecture était de 10 kgp lorsque l'ascenseur accélérait vers le bas à 53𝑎 m/s2. Sachant que l'accélération gravitationnelle est de 𝑔=9,8/ms, détermine la valeur de 𝑎.

Q15:

Un corps était suspendu à une balance à ressort fixée au plafond d'un ascenseur. Lorsque l'ascenseur montait avec une accélération d'amplitude 𝑎, le lecteur de la balance donnait 23 kgp. Lorsqu'il accélérait vers le bas à 32𝑎, la balance donnait 6 kgp. Quelle serait la lecture sur la balance si, pendant que l'ascenseur descendait, il ralentissait à 2𝑎? Prends 𝑔=9,8/ms.

Q16:

Un objet de poids 94 kg est placé à l'intérieur d'une boîte de masse 66 kg. On soulève la boîte vers le haut au moyen d'une corde verticale. Il en résule une accélération vers le haut de 220 cm/s2. Calcule la tension 𝑇 dans la corde. Si la corde casse, alors quelle sera la force 𝑃 exercée par l'objet sur la base de la boîte pendant la chute? L'accélération de la pesanteur égale 9,8 m/s2.

  • A 𝑇 = 7 9 2 N , 𝑃 = 1 8 4 2 , 4 N
  • B 𝑇 = 1 9 5 , 9 2 N , 𝑃 = 6 4 6 , 8 N
  • C 𝑇 = 1 1 2 8 N , 𝑃 = 9 2 1 , 2 N
  • D 𝑇 = 1 9 2 0 N , 𝑃 = 0 N

Q17:

Un ascenseur de masse 556 kg se déplaçait vers le bas à 420 cm/s. Si la tension dans le câble de l'ascenseur ne doit pas dépasser 834 kgp, détermine la distance d’arrêt de sécurité minimum pour l’ascenseur qui se déplace à cette vitesse. Considère l'accélération due à la gravité 9,8 m/s2.

Q18:

Un corps de masse 75 kg était attaché à une chaîne fixée au plafond d'un ascenseur. Partant de l'état de repos, l'ascenseur a commencé à accélérer verticalement vers le haut à 44 cm/s2. Pendant ce temps la tension dans la corde était de 𝑇. Après avoir accéléré, l’ascenseur a continué de se déplacer à la vitesse qu'il avait atteinte, en ce point la tension dans la chaîne était de 𝑇. Finalement, l'ascenseur a décéléré à 24 cm/s2, en ce point la tension dans la chaîne était de 𝑇. Détermine les intensités de 𝑇, 𝑇 et 𝑇. Considère l'accélération gravitationnelle 9,8 m/s2.

  • A 𝑇 = 7 6 8 N , 𝑇 = 7 3 5 N , 𝑇 = 7 1 7 N
  • B 𝑇 = 7 3 N , 𝑇 = 7 5 N , 𝑇 = 7 8 N
  • C 𝑇 = 7 1 7 N , 𝑇 = 7 3 5 N , 𝑇 = 7 6 8 N
  • D 𝑇 = 7 8 N , 𝑇 = 7 5 N , 𝑇 = 7 3 N

Q19:

Un objet de masse 130 kg est posé sur le sol d'un ascenseur dont la masse est de 761 kg. L'ascenseur monte 15 m à partir du repos avec une accélération constante. Ensuite, il continue à monter avec la vitesse gagnée pour une certaine distance. Enfin, il décélère uniformément pour 5 secondes sur une distance de 10 m jusqu'à ce sa vitesse devienne 1 m/s. Détermine la force motrice de l'ascenseur 𝐹 lorsque celui-ci accélérait vers le haut, et l'intensité de la réaction 𝑅 exercée sur l'objet par le sol de l'ascenseur au cours de la troisième phase du mouvement. Prends 𝑔=9,8/ms.

  • A 𝐹 = 7 9 1 4 , 4 N , 𝑅 = 1 3 2 6 N
  • B 𝐹 = 9 2 6 6 , 4 N , 𝑅 = 1 2 7 4 N
  • C 𝐹 = 8 9 9 9 , 1 N , 𝑅 = 1 2 2 2 N
  • D 𝐹 = 7 6 8 6 , 1 N , 𝑅 = 1 2 7 4 N

Q20:

Une personne de masse 82 kg était à l'intérieur d'un ascenseur. L’ascenseur a commencé à monter vers le haut avec une accélération uniforme pendant 3 secondes. Suite à cela, il a continué à se déplacer à la vitesse qu’il avait acquise depuis 2 secondes. Enfin, il a décéléré pendant 3 secondes jusqu'à ce qu'il se soit arrêté. Sachant que la distance totale couverte par l'ascenseur était de 18 m, détermine l’action du poids de l’homme sur le plancher de l’ascenseur à chaque intervalle de temps: dans le premier intervalle, la force est 𝑃, dans le second intervalle 𝑃, et dans le dernier intervalle 𝑃. Prends 𝑔=9,8/ms.

  • A 𝑃 = 7 0 5 , 2 N , 𝑃 = 8 0 3 , 6 N , 𝑃 = 7 0 5 , 2 N
  • B 𝑃 = 9 0 2 N , 𝑃 = 8 0 3 , 6 N , 𝑃 = 7 0 5 , 2 N
  • C 𝑃 = 9 0 2 N , 𝑃 = 4 0 2 N , 𝑃 = 9 0 2 N
  • D 𝑃 = 9 8 , 4 N , 𝑃 = 1 6 0 7 , 2 N , 𝑃 = 9 8 , 4 N

Q21:

Un objet de masse 19 kg est posé sur le sol d'un ascenseur. Calcule, au centième près, la force que cet objet exerce sur le sol de l'ascenseur lorsque l'ascenseur accélère vers le bas avec 143 cm/s2. L'accélération gravitationnelle est de 9,8 m/s2.

Q22:

Détermine la force qu'un corps de masse 14 kg exerce sur le plancher d'un ascenseur quand il accélère vers le haut à 84 cm/s2. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q23:

Un objet de masse 32 kg est suspendu à une balance à ressort fixée au plafond d'un ascenseur. Sachant que l'ascenceur accélère vers le haut à 405 cm/s2, calcule le poids apparent de l'objet. Prends 𝑔=9,8/ms.

  • A 184 N
  • B 443,2 N
  • C 313,6 N
  • D 129,6 N

Q24:

Un corps était suspendu à une balance à ressort fixée au plafond d'un ascenseur. La lecture de la balance était de 17 kgp lorsque l'ascenseur accélérait vers le haut à une vitesse notée 𝑎, alors que lorsqu'il accélérait vers le haut à la vitesse 32𝑎, la lecture donnait 11 kgp. Calcule la masse du corps, étant donné que l'accélération gravitationnelle est 9,8 m/s2.

  • A 73 kg
  • B 9,67 kg
  • C 5,8 kg
  • D 29 kg

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