Feuille d'activités : Équilibre d'un corps sur un plan horizontal rugueux

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à résoudre des problèmes impliquant l'équilibre d'un corps sur un plan horizontal rugueux.

Q1:

Sachant que le coefficient de frottement statique entre un corps et un plan est 34, quel est l'angle de frottement? Arrondis ta réponse à la minute d'arc près, si nécessaire.

  • A 2 5 4 0
  • B 2 3 2 5
  • C 6 4 2 0
  • D 6 6 3 5

Q2:

Un corps pesant 25,5 N repose sur un plan horizontal rugueux. Une force horizontale agit sur le corps, l'amenant à se déplacer. Étant donné que le coefficient de frottement entre le corps et le plan est égal à 317, détermine l'intensité de la force.

Q3:

Un objet de poids 8,5 newtons est posé sur un plan rugueux horizontal. Une force horizontale agit sur l'objet, le mettant sur le point de se déplacer. Sachant que la force du frottement est de 3,4 newtons, détermine le coefficient de frottement statique.

Q4:

Un objet est posé sur un plan horizontal rugueux. Le coefficient de frottement entre l'objet et le plan est 0,2, et la force limite de frottement agissant sur l'objet est de 80 N. Sachant que 𝑅 est la résultante de la force de frottement et la force de réaction normale, calcule l'intensité de 𝑅.

  • A 4 0 2 6 N
  • B 80 N
  • C 8 0 2 6 N
  • D 400 N

Q5:

Un objet de poids 8 N est en repos sur un plan rugueux horizontal. Le coefficient de frottement statique entre l'objet et le plan est 14. Une force dont la ligne d'action forme angle 𝜃 avec l'horizontale, tel que cos𝜃=513, agit sur l'objet et le met sur le point de se déplacer. Sachant que 𝑅 est la résultante de la force de frottement et la force de réaction normale, détermine l'intensité de 𝑅 et la mesure de l'angle 𝜃 qu'elle forme avec la verticale, à la minute d'arc près.

  • A 𝑅 = 5 1 7 4 N , 𝜃 = 1 4 2
  • B 𝑅 = 5 4 N , 𝜃 = 1 4 2
  • C 𝑅 = 5 N , 𝜃 = 7 5 5 8
  • D 𝑅 = 5 N , 𝜃 = 1 4 2
  • E 𝑅 = 5 1 7 4 N , 𝜃 = 7 5 5 8

Q6:

Un objet de poids 78 N est posé sur un plan horizontal rugueux. L'angle de frottement entre l'objet et le plan est de 30. Une force agit sur l'objet de manière que sa ligne d'action forme un angle de 30 par rapport à l'horizontale. Sachant que comme résultat, l'objet est sur le point de se déplacer, calcule l'intensité de cette force.

  • A 52 N
  • B 34,9 N
  • C 45 N
  • D 39 N

Q7:

Un corps pesant 8 N s'appuie sur un plan horizontal rugueux. Une force de 62 N agit sur le corps de sorte que sa ligne d'action forme un angle de 45 vers le bas par rapport à l'horizontale. Sachant que, comme résultat, le corps est sur le point de se déplacer, détermine le coefficient de frottement 𝜇 entre le corps et le plan et l'angle de frottement 𝜆 en donnant ta réponse à la minute d'arc près.

  • A 𝜇 = 3 7 , 𝜆 = 6 4 3 7
  • B 𝜇 = 3 7 , 𝜆 = 2 3 1 2
  • C 𝜇 = 3 , 𝜆 = 7 1 3 4
  • D 𝜇 = 3 4 , 𝜆 = 3 6 5 2
  • E 𝜇 = 3 2 7 , 𝜆 = 3 1 1 3

Q8:

Un objet de poids 962 N est posé sur un plan horizontal rugueux. Si une force d'intensité 32 N agit sur l'objet de manière que sa ligne d'action forme avec l'horizontale un angle de 45 vers le haut, alors l'objet sera sur le point de se déplacer. En revanche, une force d'intensité 𝐹 N agit sur l'objet dans le sens opposé. Calcule la valeur minimale de 𝐹 nécessaire pour que l'objet se déplace.

  • A48
  • B32
  • C80
  • D 3 2 2

Q9:

Un objet de poids 5 N est en repos sur un plan rugueux horizontal. Le coefficient de frottement entre l'objet et le plan est 34. Sachant que 𝐹 est l'intensité de la force de frottement mesurée en newtons, exprime la plage de ses valeurs possibles sous forme d'intervalle.

  • A 0 ; 1 5 4
  • B 3 4 ; 1 5 4
  • C 1 5 4 ; +
  • D 3 4 ; 5
  • E 0 ; 3 4

Q10:

Un corps pesant 20 N repose sur une surface horizontale rugueuse telle que le coefficient de friction entre le corps et la surface est égal à 32. Une force horizontale agit sur le corps. Sachant que 𝑅 est la résultante de la force de frottement et de la force de réaction normale, exprime l'intervalle possible pour son intensité.

  • A 2 0 ; 1 0 7
  • B 0 ; 1 0 7
  • C 1 0 3 ; 2 0
  • D 0 ; 1 0 3
  • E 1 0 3 ; 1 0 7

Q11:

Un objet de masse 19 N est posé sur un plan rugueux horizontal. Lorsqu'une force d'intensité 92 N agit sur l'objet de manière que sa ligne d'action forme un angle 𝜃 vers le haut de l'horizontale, l'objet est sur le point de se déplacer. Lorsqu'une autre force d'intensité 1712 N agit sur l'objet dans le sens opposé, l'objet est aussi sur le point de se déplacer. Détermine le coefficient de frottement entre l'objet et le plan.

  • A 9 1 9
  • B 9 1 0
  • C 9 2 8
  • D1
  • E 9 2 1 9

Q12:

Un objet de poids 63 newtons est posé sur un plan rugueux horizontal. La tangente de l'angle de frottement statique entre l'objet et le plan est 18. L'objet est attaché à une corde légère inextensible inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle dont le sinus est 1215. Sachant que la tension dans la corde met l'objet sur le point de se déplacer, calcule l'intensité de la tension 𝑇 et l'intensité du frottement statique 𝐹.

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

Q13:

Un corps pesant 17 N est au repos sur un plan horizontal rugueux. Deux forces horizontales de 12 N et 8 N agissent sur le corps de sorte que l'angle entre leurs lignes d'action mesure 120. Étant donné que, par conséquent, le corps est sur le point de se déplacer, calcule la mesure de l'angle de frottement entre le corps et le plan en indiquant ta réponse à la minute d'arc près.

  • A 3 8 3 0
  • B 3 1 5 4
  • C 4 0 1 9
  • D 3 6 3 9
  • E 5 8 6

Q14:

Un objet de poids 47 N est posé sur un plan rugueux horizontal. Deux forces horizontales d'intensités 1 N et 4 N agissent sur l'objet et le mettent sur le point de se déplacer. Sachant que l'angle entre les lignes d'action des des deux forces est 60, détermine le coefficient de frottement statique entre l'objet et le plan.

  • A 2 2 1 4 7
  • B 2 1 4 7
  • C 1 9 4 7
  • D 1 3 4 7

Q15:

Un corps pesant 42 kgp repose sur un plan horizontal rugueux tel que le coefficient de frottement statique entre le corps et le plan vaut 32. Une force horizontale agit sur le corps, le mettant sur le point de se déplacer. Sachant que 𝑅 c'est la résultante de la force de frottement et de la force de réaction normale, calcule l'intensité et l'angle que la résultante fait avec la verticale à la minute d'arc la plus proche.

  • A 𝑅 = 2 1 3 k g p , 𝜃 = 4 0 5 4
  • B 𝑅 = 2 1 7 k g p , 𝜃 = 4 0 5 4
  • C 𝑅 = 2 1 3 k g p , 𝜃 = 4 9 6
  • D 𝑅 = 2 1 7 k g p , 𝜃 = 4 9 6

Q16:

Un objet de poids 11 N est en repos sur un plan rugueux horizontal. Une force horizontale d'intensité 10 N agit sur l'objet et le met sur le point de se déplacer. Un autre poids de 44 N est placé sur l'objet. Détermine la force horizontale minimale nécessaire pour que l'objet et le poids se déplacent ensemble.

  • A12,5 N
  • B2 N
  • C50 N
  • D40 N

Q17:

Un corps pesant 45 N est au repos sur un plan horizontal rugueux. Si une force horizontale de 11 N agissait sur le corps, celui-ci serait sur le point de bouger. Au lieu de cela, une force, dont la ligne d'action était inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle de 60, agissait sur le corps. Étant donné que le corps était sur le point de se déplacer, calcule l'intensité de cette force en arrondissant ta réponse au centième près, si nécessaire.

Q18:

Un objet de poids 40 kgp repose sur un plan rugueux horizontal. Il est tiré par une corde qui forme un angle de 30 avec l'horizontale. Sachant que le coefficient de frottement est 0,8, détermine la tension minimale dans la corde qui poussera le corps à bouger. Arrondis la réponse au centième près.

Q19:

Une boîte pesant 𝑤 kgp repose sur un plan horizontal rugueux. Le coefficient de frottement statique entre la boîte et le plan est 13. Deux cordes horizontales, qui forment un angle de 90 l'une par rapport à l'autre, agissent sur la boîte. La tension dans chaque corde est respectivement de 40 kgp et 42 kgp. Sachant que la boîte est sur le point de se déplacer, détermine son poids 𝑤.

  • A174 kgp
  • B214,83 kgp
  • C246 kgp
  • D211,37 kgp

Q20:

Un corps pesant 90 kgp est au repos sur un plan horizontal rugueux. Une force horizontale de 45 kgp agit sur le corps. Étant donné que le coefficient de frottement entre le corps et le plan est 23, détermine le rapport entre la force de friction actuelle et sa valeur maximale.

  • A 3 2
  • B 4 3
  • C 1 2
  • D 1 3
  • E 3 4

Q21:

Un objet pesant 99 kgp est au repos sur un plan horizontal rugueux de sorte que le coefficient de frottement statique entre l'objet et le plan est 2311. Une force horizontale de 30 kgp agit sur l'objet. Laquelle des affirmations suivantes est vraie concernant la force de friction 𝐹 dans ce système?

  • A 3 0 < 𝐹 < 1 8 3 k g p k g p
  • B 𝐹 < 3 0 k g p
  • C 𝐹 = 3 0 k g p
  • D 𝐹 = 1 8 3 k g p

Q22:

Un corps pesant 68 kgp est au repos sur un plan horizontal rugueux. Lorsque la force horizontale de 59,5 kgp agit dessus, il est sur le point de se déplacer. Détermine le coefficient de friction entre le corps et le plan.

  • A 1 8
  • B 1 7
  • C 8 7
  • D 7 8

Q23:

Un corps pesant 79 N repose sur une table horizontale rugueuse. Il est attaché par une légère chaîne inextensible passant sur une poulie lisse fixée au bord de la table à un poids de 41 N suspendu librement et verticalement sous la poulie. Dans ces conditions, le système est sur le point de se déplacer. Le corps est ensuite attaché par une deuxième chaîne inextensible passant sur une deuxième poulie fixée à l’extrémité opposée de la table à un deuxième poids de 𝑊 N suspendu librement et verticalement sous la poulie. Détermine le poids 𝑊 ce qui fera que le corps sera sur le point de bouger.

Q24:

Un bloc de bois pesant 37kgp repose sur une table horizontale rugueuse. Il est attaché par une chaîne légère et inextensible passant au-dessus d'une poulie lisse fixée sur le bord de la table à un poids de 14kgp suspendu librement verticalement au-dessous de la poulie. Étant donné que le système est en équilibre, détermine l'intensité 𝑅, du frottement. 𝐹 .

  • A 𝐹 = 3 7 k g p , 𝑅=14kgp
  • B 𝐹 = 1 4 k g p , 𝑅=23kgp
  • C 𝐹 = 2 3 k g p , 𝑅=37kgp
  • D 𝐹 = 1 4 k g p , 𝑅=37kgp
  • E 𝐹 = 1 4 k g p , 𝑅=51kgp

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