Quiz: Mécanique des Vecteurs et Forces — 10 questions

1. Quel vecteur est tangent à la trajectoire et orienté dans le sens du déplacement à un instant donné ?

A. Le vecteur position

B. Le vecteur accélération

C. Le vecteur vitesse instantanée

D. Le vecteur variation de vitesse

Answer: (C)

Explanation

La vitesse instantanée est définie comme un vecteur tangent à la trajectoire et dirigé dans le sens du mouvement. Le vecteur accélération dépend, lui, de la variation de vitesse par rapport au temps.

2. Dans un mouvement circulaire, quelle relation relie la vitesse linéaire à la vitesse angulaire et au rayon ?

A. v = R/ω

B. v = R·ω

C. v = m·g

D. v = ω/R

Answer: (B)

Explanation

En mouvement circulaire, la vitesse linéaire est proportionnelle au rayon et à la vitesse angulaire : v = R·ω. Les autres expressions ne correspondent pas à cette relation cinématique.

3. Que conclut la première loi de Newton lorsqu la résultante des forces extérieures est nulle ?

A. Le corps reste immobile ou en mouvement rectiligne uniforme

B. Le corps accélère dans le sens du mouvement

C. La vitesse change forcément de direction

D. Le corps subit une force nette non nulle

Answer: (A)

Explanation

Si la somme des forces extérieures est nulle, le centre d’inertie reste au repos ou en mouvement rectiligne uniforme. Une accélération exige au contraire une résultante non nulle.

4. Quelle expression traduit la deuxième loi de Newton lorsque la vitesse du centre d’inertie varie ?

A. ΣF⃗ext = 0

B. ΣF⃗ext = m·a⃗

C. F⃗A→B = -F⃗B→A uniquement

D. P⃗ = m·g

Answer: (B)

Explanation

La deuxième loi relie la résultante des forces extérieures à l’accélération par ΣF⃗ext = m·a⃗. Les autres propositions correspondent à d’autres notions, comme l’équilibre ou le poids.

5. Comment s’écrit l’intensité de la force gravitationnelle entre deux masses séparées par une distance d ?

A. ρf·Vi·g

B. m·g

C. R·ω

D. G·mA·mB/d^2

Answer: (D)

Explanation

La gravitation universelle suit une loi en inverse du carré de la distance : G·mA·mB/d^2. La formule m·g concerne le poids près de la Terre, pas l’interaction entre deux masses quelconques.

6. Quelle valeur correspond à l’accélération de pesanteur à la surface de la Terre ?

A. 1,0 m·s−2

B. 9,8 N·kg−1

C. 6,67·10−11 N·m²·kg−2

D. 9,8 m·s−1

Answer: (B)

Explanation

À la surface de la Terre, la pesanteur vaut environ 9,8 N·kg−1. La valeur 6,67·10−11 correspond à la constante de gravitation G.

7. Que représente la réaction d’un support pour un objet en contact avec lui ?

A. La force de poussée exercée par le fluide

B. La résultante des forces de contact exercées par le support

C. La variation de vitesse de l’objet

D. La force de gravitation exercée par la Terre

Answer: (B)

Explanation

La réaction d’un support est la résultante des forces de contact exercées par ce support sur l’objet. Elle n’est pas une force gravitationnelle ni une poussée de fluide.

8. En présence de frottements, dans quel sens est orientée la réaction tangentielle ?

A. En sens inverse du mouvement

B. Dans le sens du mouvement

C. Vers le centre de la Terre

D. Perpendiculairement à la surface

Answer: (A)

Explanation

La réaction tangentielle est due aux frottements et s’oppose au mouvement. La composante perpendiculaire à la surface correspond, elle, à la réaction normale.

9. Quelle est la direction de la poussée d’Archimède subie par un corps plongé dans un fluide ?

A. Horizontale dans le sens du mouvement

B. Tangentielle à la surface du corps

C. Verticale vers le haut

D. Verticale vers le bas

Answer: (C)

Explanation

La poussée d’Archimède est une force verticale dirigée vers le haut. Elle résulte des pressions exercées par le fluide sur le corps immergé.

10. Comment calcule-t-on l’intensité de la poussée d’Archimède ?

A. ρf·Vi·g

B. G·mA·mB/d^2

C. M1M2/Δt

D. m·g

Answer: (A)

Explanation

L’intensité de la poussée d’Archimède vaut ρf·Vi·g, avec la masse volumique du fluide, le volume immergé et l’accélération de pesanteur. Cette force est donc liée au volume de fluide déplacé.