Feuille d'activités de la leçon : La force comme taux de variation de la quantité de mouvement Physique
Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à relier le taux de variation de la quantité de mouvement d’un objet à la force agissant dessus, en utilisant la formule Δ𝑝 = 𝐹Δ𝑡.
Q1:
Une force moyenne de 12,5 N est exercée sur un cycliste et son vélo de masse totale 80 kg par le déplacement de l’air, un jour de vent. Les rafales de vent étant très brèves, la force n'agit que pendant une courte durée de 0,8 s . Le vent souffle directement depuis l'arrière du vélo. Quelle est la variation totale de la quantité de mouvement ?
Q2:
Un homme court sur une route avec une quantité de mouvement de 360 kg⋅m/s. La route devant lui est recouverte de sable. L'homme court à travers le sable pendant 12 secondes de sorte que sa quantité de mouvement, après avoir traversé le sable, soit alors de 330 kg⋅m/s. Quelle force moyenne le sable a-t-il exercé sur l'homme lors de sa traversée ?
Q3:
Une force de 10 N est exercée sur un objet pendant 3 secondes, agissant dans la direction selon laquelle l'objet se déplace. De quelle valeur la quantité de mouvement de l'objet change-t-elle ?
Q4:
La quantité de mouvement d'un objet augmente de 10 kg⋅m/s en un temps de 5 secondes. Quelle force moyenne a été exercée sur cet objet pendant ce temps ?
Q5:
Une raquette de tennis frappe une balle de tennis ayant une masse de 60,5 g lui appliquant ainsi une force constante de 75 N . L'impact engendre une variation de la vitesse de la balle de tennis de 30 m/s . Quelle est la durée de l'impact, exprimée en secondes ?
Q6:
Une grenouille de masse 30 g saute en l'air depuis une position de repos, accélérant à une vitesse de 12 cm/s en 0,025 s. Quelle force en newtons les jambes de la grenouille ont-elles exercé lors du saut ?
Q7:
Un cycliste et son vélo ont une masse totale de 72 kg, et déplacent initialement à une vitesse constante de 9 m/s. Le vélo se déplace en ligne droite et traverse une flaque d'eau pendant une durée de 1,2 s puis, après avoir traversé la flaque d'eau, le vélo a une quantité de mouvement de 540 kg⋅m/s. Quelle force moyenne a été exercée sur le vélo par la flaque d'eau ?
Q8:
Une voiture a une quantité de mouvement initiale de 1 500 kg⋅m/s lorsque le conducteur commence à accélérer, changeant sa quantité de mouvement en une nouvelle valeur de 1 750 kg⋅m/s en un temps de 0,75 s. Détermine la force moyenne qui agit sur les roues de la voiture lorsqu’elle accélère. Réponds au newton près.
Q9:
Un objet ayant une quantité de mouvement initiale de 20 kg⋅m/s est soumis à une force moyenne de 2,5 N jusqu'à ce qu'il soit au repos. Pendant combien de temps la force agit-elle sur l'objet ?
Q10:
Un objet est décéléré par une force moyenne de 15 N en un temps de 0,5 s. Quelle est la variation de la quantité de mouvement de l'objet ?
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