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Feuille d'activités de la leçon : Applications de la deuxième loi de Newton : poulie inclinée Mathématiques

Dans cette feuille d'activités, nous nous entraînerons à résoudre des problèmes portant sur le mouvement de deux corps reliés par une corde passant sur une poulie lisse, et où un des deux corps se trouve sur un plan incliné.

Q1:

Un corps de masse 5 kg s'appuie sur un plan lisse incliné d'un angle de 35 par rapport à l'horizontale. Il est relié par une chaîne légère et inextensible passant par une poulie lisse fixée en haut du plan, à un autre corps de masse 19 kg qui pend librement à la verticale sous la poulie. Sachant que l'accélération due à la gravité est 𝑔=9,8/ms, détermine l'accélération du système.

Q2:

Un corps de masse 16 kg s'appuie sur un plan incliné lisse à 65 par rapport à l'horizontale. Il est relié, par une légère chaîne inextensible passant au-dessus d'une poulie lisse fixée au sommet du plan, à un autre corps de la même masse suspendu librement verticalement au-dessous de la poulie. On prend pour valeur de l'accélération due à la gravité𝑔=9,8/ms. Détermine la tension de la chaîne.

Q3:

Deux objets de même masse, 7,4 kg, sont liés par une corde légère inextensible. L'un des objets est placé sur un plan lisse incliné de 60 par rapport à l'horizontale. La corde passe sur une poulie lisse fixée au sommet du plan, et l'autre objet pend librement, verticalement sous la poulie. Détermine la force agissant sur la poulie, sachant que l'accélération gravitationnelle est 𝑔=9,8/ms.

Q4:

Un objet de masse 222 g est en repos sur un plan rugueux incliné sur l'horizontale d'un angle dont la tangente est 43. L'objet est lié par une corde légère inextensible qui passe sur une poulie lisse fixée au sommet du plan, à un autre objet de masse 310 g, qui pend librement verticalement sous la poulie. Sachant que le coefficient de frottement entre l'objet et le plan est 16, détermine l'accélération du système. Prends l'accélération gravitationnelle 𝑔=9,8/ms.

Q5:

Un objet de 𝑚 g de masse repose sur un plan lisse incliné d'un angle 𝜃 par rapport à l'horizontale. Il est lié, par une corde légère passant sur une poulie lisse fixée au sommet du plan, à une masse de 40 g pendue librement et verticalement sous la poulie. Le système a été libéré du repos et le corps est descendu de 686 cm dans le plan pendant les premières 2 secondes de mouvement. Sachant que la force exercée sur la poulie était de 543 gp, détermine la valeur de 𝑚. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q6:

Un objet 𝐴 de masse 240 g est placé sur un plan rugueux incliné par rapport à l'horizontale d'un angle de sinus 35. Il est lié, au moyen d'une corde légère inextensible passant au-dessus d'une poulie lisse fixée au sommet du plan à un autre objet 𝐵 de masse 300 g. Si le système est relâché du repos et l'objet 𝐵 descend 196 cm en 3 secondes, alors détermine le coefficient de frottement entre l'objet et le plan. Prends 𝑔=9,8/ms.

  • A34
  • B1116
  • C23
  • D712

Q7:

Un objet de masse 162 g est placé sur un plan rugueux incliné par rapport à l'horizontale d'un angle dont la tangente est 43. Il est lié par une corde légère inextensible qui passe sur une poulie lisse fixée au sommet du plan, à un autre objet de masse 181 g qui pend librement, verticalement en-dessous de la poulie. Le coefficient de frottement entre le premier objet et le plan est 12. Détermine la distance parcourue par le système durant les premières 7 secondes de son mouvement, sachant que les objets sont relâchés du repos. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q8:

Un objet de 2,4 kg de masse repose sur un plan lisse incliné d'un angle de 30 par rapport à l'horizontale. L'objet est lié, par une corde légère inextensible passant sur une poulie lisse fixée au bord du plan, à un autre objet de 1,6 kg de masse pendu librement et verticalement au-dessous de la poulie. Lorsque le système a été libéré du repos, les deux corps étaient au même niveau horizontal. Puis, 10 secondes plus tard, la corde s'est cassée. Détermine le temps nécessaire pour que le premier objet commence à bouger dans la direction opposée après que la corde s'est cassée. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q9:

Un corps de masse 8,1 kg était au repos sur un plan lisse et incliné d'un angle de 𝛼 par rapport à l'horizontale où tan𝛼=43. Le corps était relié à l'extrémité d'une corde passant par une poulie fixée au sommet du plan. À l'autre extrémité du câble, un corps pesant 26,9 kg était pendu librement. Le système est libéré du repos et comme à se déplacer, et 2 secondes plus tard, le câble s'est cassé. Trouve la distance entre le corps et le plan après la rupture du câble et avant qu'il ne s'immobilise momentanément. Prends 𝑔=9,8/ms.

Q10:

Un corps de masse 6,8 kg est au repos sur un plan lisse incliné d'un angle de 30 par rapport à l'horizontale. Il est relié par un léger cordon inextensible passant sur une poulie lisse fixée au sommet du plan à un autre corps de masse 5,1 kg suspendu librement verticalement sous la poulie. Lorsque le système a été relâché, les deux corps étaient au même niveau horizontal. Détermine la distance verticale entre les deux corps 2 secondes après le début du mouvement. Prends 𝑔=9,8/ms.

Cette leçon comprend 22 questions additionnelles et 286 variantes de questions additionnelles pour les abonnés.

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