Feuille d'activités : Travail effectué par une force constante

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à calculer le travail effectué par une force constante sur une particule se déplaçant horizontalement ou verticalement.

Q1:

Calcule le travail effectué par une force d'intensité 5 N agissant sur un objet qui se déplace de 10 m vers le nord si la force agit à 3 0 sud-ouest. Donne ta réponse en J.

  • A 5 0 J
  • B 50 J
  • C 25 J
  • D 2 5 J

Q2:

Un corps de masse 0,9 kg parcourt une distance de 25 cm en accélérant à 8 cm/s2. Calcule le travail effectué 𝑊 .

  • A 𝑊 = 1 8 0 e r g s
  • B 𝑊 = 2 , 2 1 × 1 0 e r g s
  • C 𝑊 = 1 , 8 × 1 0 j o u l e s
  • D 𝑊 = 1 , 8 × 1 0 e r g s
  • E 𝑊 = 2 , 2 1 × 1 0 j o u l e s

Q3:

Une voiture de masse 1,5 tonnes montait une pente inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle de sinus 0,3. L'intensité de la résistance au mouvement de la voiture était de 7 kgp par tonne. Si la voiture a commencé à bouger et a accéléré uniformément pendant 15 secondes jusqu'à atteindre une vitesse de 50 km/h, détermine le travail effectué par la force motrice pendant que la voiture accélérait. Prends pour accélération due à la gravité 𝑔 = 9 , 8 / m s .

  • A 4 , 7 0 × 1 0 joules
  • B 1 , 2 3 × 1 0 joules
  • C 4 , 5 9 × 1 0 joules
  • D 6 , 1 5 × 1 0 joules
  • E 1 , 0 7 × 1 0 joules

Q4:

Une particule se déplace en mouvement rectiligne sous l'action d'une force de 685 dyn agissant dans la direction du mouvement. Calcule le travail 𝑊 en ergs effectué par la force sur une distance de 390 cm. On prendra l'accélération de la pesenteur 𝑔 = 9 , 8 / m s .

  • A 𝑊 = 2 , 6 2 × 1 0 e r g
  • B 𝑊 = 1 , 7 6 e r g
  • C 𝑊 = 6 , 7 1 × 1 0 e r g
  • D 𝑊 = 2 , 6 7 × 1 0 e r g
  • E 𝑊 = 6 9 , 9 0 e r g

Q5:

La figure ci-dessous représente une force 𝐹 d'intensité 2 N et le déplacement 𝑠 = 1 6 m d'un objet soumis à l'action de la force. Calcule le travail effectué par la force.

  • A 32 J
  • B 1 6 3 J
  • C 8 J
  • D 1 6 J

Q6:

Calcule le travail effectué par une force d'intensité 13 N agissant sur un objet qui se déplace de 40 m vers le nord si la force agit vers le sud. Donne ta réponse en joules.

Q7:

Une force agit sur un objet de masse 400 g en état de repos, l'amenant ainsi à accélérer à 36 cm/s2. Si le travail effectué par cette force est de 0,72 joules, alors calcule la distance parcourue par l'objet.

Q8:

Une voiture se déplace sur une route rectiligne à la vitesse constante de 12 km/h. Sachant que la force générée par le moteur de la voiture est de 36 kgp, calcule le travail effectué par la résistance de la route en une minute.

Q9:

Une force horizontale 𝐹 a commencé à agir sur un corps de masse 4,5 kg qui était au repos sur un plan horizontal. Sachant que le corps s'est déplacé sur une distance de 216 cm pendant 2 secondes secondes en subissant une résistance constante égale à 2 5 du poids du corps, détermine le travail effectué par la force 𝐹 . Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q10:

Un objet de masse 5 kg est traîné le long d'un plan horizontal par deux cordes formant ensemble un angle de 6 0 . La tension dans chaque corde est de 4 9 3 2 N. Sachant que l'objet commence à se déplacer à partir du repos contre une force de résistance égale à son poids, détermine le temps mis par la résultante pour effectuer 396,9 joules de travail. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s .

  • A 3 6 7 s
  • B 9 2 7 s
  • C 1 8 2 7 s
  • D 1 8 7 s

Q11:

Un objet de masse 27 kg est placé au sommet d'un plan lisse incliné de hauteur 4,5 m. Il glisse vers le bas de la ligne de plus grande pente jusqu'à ce qu'il atteint la base du plan. Calcule le travail effectué par le poids de cet objet, étant donnée la pesanteur 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q12:

Un objet de masse 5 2 kg est placé sur un plan incliné d'un angle de 3 0 par rapport à l'horizontale. Une force d'intensité 2 5 2 N agit sur l'objet, le faisant monter 4 m vers le haut du plan. La ligne d'action de la force est inclinée d'un angle de 3 0 par rapport à la ligne de plus grande pente du plan, et appartient au même plan vertical contenant cette ligne. Détermine le travail 𝑊 effectué par la force pendant ce déplacement, et le travail 𝑊 effectué par la gravité. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s .

  • A 𝑊 = 5 0 6 j o u l e s , 𝑊 = 9 8 6 j o u l e s
  • B 𝑊 = 5 0 2 j o u l e s , 𝑊 = 9 8 2 j o u l e s
  • C 𝑊 = 5 0 6 j o u l e s , 𝑊 = 9 8 2 j o u l e s
  • D 𝑊 = 5 0 6 j o u l e s , 𝑊 = 9 8 2 j o u l e s

Q13:

Un objet de masse 900 g est projeté verticalement vers le haut avec une vitesse de 6,4 m/s. Calcule le travail effectué par le poids de l'objet pendant les premières 5 secondes du mouvement de l'objet. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q14:

Un wagon a été tiré sur 15 m le long d'une voie ferrée par un câble formant un angle de 2 1 avec la voie ferrée. Sachant que la tension sur le câble était de 193 kgp, détermine le travail effectué par la tension, en joules. Prends pour accélération gravitationnelle 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q15:

Un objet de masse 111 g est en repos sur un plan horizontal. Une force horizontale agit sur l'objet le poussant à accélérer de 14 cm/s2. Si la résistance au mouvement de l'objet est de 5 gp, alors détermine le travail effectué par la force au cours d'un déplacement de 1 m. Prends l'accélération de la pesanteur 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q16:

Une voiture de masse 800 kg a commencé à se déplacer en ligne droite le long d'une section d'une route horizontale. Elle accélérait uniformément à 40 cm/s2 sous l'action d'une force conductrice 𝐹 . Le travail effectué par cette force dans les premières 7 secondes était de 966 kgp⋅m. Calcule le travail effectué par la résistance au mouvement de la voiture. Prends l'accélération gravitationnelle 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q17:

Une particule se déplace sur 100 cm vers le haut de la ligne de plus grande pente d'un plan incliné d'un angle de 1 5 par rapport à l'horizontale. Sachant que la particule se déplaçait sous l'action d'une force de 20 N dont la ligne d'action est inclinée vers le haut à 4 0 par rapport à l'horizontale, détermine le travail effectué par cette force.

Q18:

Un objet de masse 390 g est placé au sommet d'un plan incliné dont la hauteur est de 20 cm et la longueur de 40 cm. Si la résistance au mouvement de l'objet est de 161 gp, alors détermine le travail effectué par l'objet pour atteindre la base du plan. 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q19:

Un homme marche le long d'une route inclinée d'un angle de 2 7 sur l'horizontale. Il avance 188 mètres dans une direction puis retourne à son point de départ. Sachant que la résistance à son mouvement est constante et vaut 3 kgp, et que l'accélération gravitationnelle 𝑔 = 9 , 8 / m s , détermine le travail effectué par la force de résistance 𝑊 durant tout le trajet.

Q20:

Un train de masse 40 tonnes, avec une vitesse constante, un chemin de fer incliné sur l’horizontale d’un angle dont le sinus vaut 0,2. Le travail effectué par la force du moteur pour atteindre le sommet de la pente est de 1 , 4 × 1 0 kgp⋅m, tandis que le travail effectué par la résistance sur la même distance est de 1 , 2 × 1 0 kgp⋅m. Calcule la longueur du chemin 𝑙 et l’intensité de la résistance 𝑅 par tonne de la masse du train. On prendra 𝑔 = 9 , 8 / m s .

  • A 𝑙 = 1 9 0 m , 𝑅 = 1 5 , 7 9 k g p
  • B 𝑙 = 1 6 , 3 3 m , 𝑅 = 1 8 3 , 7 5 k g p
  • C 𝑙 = 3 2 m , 𝑅 = 9 3 , 7 5 k g p
  • D 𝑙 = 1 6 0 m , 𝑅 = 1 8 , 7 5 k g p

Q21:

Une voiture de masse 2,5 tonnes roule sur une route horizontale rectiligne. La résistance à son mouvement est de 7 kgp par tonne de sa masse. Sachant que la voiture démarre puis accélère uniformément pendant 15 secondes jusqu’à ce que sa vitesse atteigne 50 km/h, détermine le travail effectué par la force de résistance pendant l’accélération de la voiture. On prendra l’accélération de la pesanteur 𝑔 = 9 , 8 / m s .

  • A 2 , 5 9 × 1 0 joules
  • B 5 , 1 8 × 1 0 joules
  • C 2 , 4 1 × 1 0 joules
  • D 1 , 7 9 × 1 0 joules
  • E 1 , 8 2 × 1 0 joules

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