Quiz: Frottements fluides et dynamique — 10 questions

1. Dans le régime de faible vitesse, quelle est l’expression vectorielle de la force de frottement fluide ?

A. -\frac{1}{2}\rho C_x S v^2\,\vec{u}_v

B. lambdav

C. -lambdav

D. \frac{1}{2}\rho C_x S v^2\,\vec{u}_v

Answer: (C)

Explanation

À faible vitesse, le frottement est proportionnel à la vitesse et s’écrit \(\vec f=-\lambda\vec v\). Le signe moins traduit qu’il s’oppose au mouvement.

2. Dans le régime de grande vitesse, par quelle grandeur la force de traînée varie-t-elle principalement ?

A. Elle varie linéairement avec la vitesse

B. Elle varie comme le carré de la vitesse

C. Elle varie comme l’inverse de la vitesse

D. Elle reste indépendante de la vitesse

Answer: (B)

Explanation

À grande vitesse, la traînée est proportionnelle à \(v^2\). La relation donnée est de la forme \(\vec f=-\tfrac12\rho C_x S v^2\,\vec u_v\).

3. Dans un référentiel galiléen, quelle relation exprime le principe fondamental de la dynamique ?

A. \(\vec a=\dfrac{d\vec v}{dt}\)

B. \(\vec f=-\lambda\vec v\)

C. \(E_c(B)-E_c(A)=W_{AB}\)

D. \(m\vec a=\sum \vec F_{ext}\)

Answer: (D)

Explanation

Le principe fondamental de la dynamique relie la somme des forces extérieures à l’accélération par \(m\vec a=\sum \vec F_{ext}\). Les autres propositions relèvent d’autres notions du cours.

4. Dans l’écriture \(\vec N-\vec F=m\vec a\), que représente le membre de droite ?

A. L’accélération multipliée par la masse

B. Le travail des forces extérieures

C. La somme des forces extérieures projetées

D. La variation de la vitesse

Answer: (A)

Explanation

Le membre de droite est \(m\vec a\), donc la masse multipliée par l’accélération. Cette écriture est une forme du principe fondamental de la dynamique.

5. Quelle relation définit l’accélération vectorielle à partir de la vitesse ?

A. \(\vec a=\dfrac{d\vec v}{dt}\)

B. \(\vec a=\dfrac{d\vec x}{dt}\)

C. \(\vec v=\dfrac{d\vec a}{dt}\)

D. \(\vec v=\dfrac{d\vec x}{dt^2}\)

Answer: (A)

Explanation

L’accélération est la dérivée temporelle de la vitesse : \(\vec a=\dfrac{d\vec v}{dt}\). Cela signifie qu’une variation de \(\vec v\) dans le temps implique une accélération non nulle.

6. Si la vitesse d’un corps ne varie pas au cours du temps, que vaut son accélération ?

A. Elle dépend uniquement de la masse

B. Elle est égale à la vitesse

C. Elle est nulle

D. Elle est constante et non nulle

Answer: (C)

Explanation

Comme \(\vec a=\dfrac{d\vec v}{dt}\), une vitesse constante donne une dérivée nulle. L’accélération est donc nulle.

7. Dans le modèle présenté, comment appelle-t-on un frottement lorsqu’il est pur ?

A. Dissipation

B. Adhérence

C. Traînée

D. Inertie

Answer: (B)

Explanation

La source indique qu’un frottement est une adhérence et que, s’il est pur, il s’appelle adhérence. Ce n’est pas la traînée, qui concerne les frottements fluides.

8. Quelle écriture du cours associe le frottement pur à l’adhérence ?

A. \(m\vec a=\sum \vec F_{ext}\)

B. \(E_c(B)-E_c(A)=W_{AB}(\text{forces extérieures})\)

C. \(\vec W_{AB}(\vec F)=\vec F=\vec R_{AB}=\vec F+\vec F_B\times\vec{AB}\)

D. \(\vec f=-\lambda\vec v\)

Answer: (C)

Explanation

Le cours donne explicitement cette écriture pour relier le frottement pur à l’adhérence. Les autres formules correspondent au PFD, à la traînée fluide ou au théorème de l’énergie cinétique.

9. Quelle expression traduit le théorème de l’énergie cinétique entre deux points A et B ?

A. \(m\vec a=\sum \vec F_{ext}\)

B. \(\vec a=\dfrac{d\vec v}{dt}\)

C. \(\vec f=-\dfrac12\rho C_x S v^2\,\vec u_v\)

D. \(E_c(B)-E_c(A)=W_{AB}(\text{forces extérieures})\)

Answer: (D)

Explanation

Le théorème de l’énergie cinétique relie la variation d’énergie cinétique au travail des forces extérieures entre A et B. C’est exactement l’écriture donnée dans le cours.

10. Dans ce théorème, que représente le membre de droite \(W_{AB}(\text{forces extérieures})\) ?

A. La vitesse moyenne entre A et B

B. L’énergie potentielle perdue

C. Le travail des forces extérieures entre A et B

D. La somme des accélérations

Answer: (C)

Explanation

Le membre de droite désigne le travail des forces extérieures sur le trajet entre A et B. La variation d’énergie cinétique est égale à ce travail.