Cuestionario: Mécanique : Vitesse, Forces et Masse — 12 preguntas

1. Quel est le rôle principal du vecteur vitesse à un instant donné ?

A. Indiquer la somme des forces appliquées au système

B. Mesurer directement la masse du système

C. Donner la distance totale parcourue depuis le départ

D. Relier deux positions successives et approcher la vitesse instantanée

Answer: (D)

Explicación

Le vecteur vitesse relie deux positions successives et permet d’approcher la vitesse instantanée entre deux dates. Il ne sert pas à mesurer la masse ni la somme des forces.

2. Quelle caractéristique décrit correctement la direction du vecteur vitesse en un point de la trajectoire ?

A. Elle dépend uniquement de la valeur de la vitesse

B. Elle est toujours verticale vers le haut

C. Elle est tangentielle à la trajectoire au point considéré

D. Elle est perpendiculaire au déplacement

Answer: (C)

Explicación

La direction du vecteur vitesse est celle de la tangente à la trajectoire au point considéré. Le sens du vecteur suit celui du mouvement.

3. Comment s’écrit la variation de vitesse au point M5 entre les vitesses v4 et v5 ?

A. Δv5 = v4 − v5

B. Δv5 = v5 + v4

C. Δv5 = v5 / v4

D. Δv5 = v5 − v4

Answer: (D)

Explicación

La variation de vitesse est une différence vectorielle : au point M5, on écrit Δv5 = v5 − v4. Cela revient à ajouter l’opposé de v4.

4. Quelle construction permet d’obtenir graphiquement la variation de vitesse entre deux instants ?

A. Remplacer les vecteurs par leurs valeurs scalaires

B. Additionner directement v4 et v5 dans le même sens

C. Tracer uniquement le vecteur vitesse le plus grand

D. Ajouter le vecteur opposé de v4 au vecteur v5

Answer: (D)

Explicación

Pour construire Δv, on réalise v5 + (−v4), c’est-à-dire qu’on reporte l’opposé de v4 au bout de v5. Ce n’est pas une simple addition des deux vecteurs.

5. Quelle relation approchée relie la résultante des forces à la variation de vitesse pendant une courte durée ?

A. ΣF = Δt/m·Δv

B. ΣF = m·Δv·Δt

C. ΣF ≈ m·Δv/Δt

D. ΣF ≈ m·Δt/Δv

Answer: (C)

Explicación

Le cours établit, pour une durée très courte et des forces constantes, la relation ΣF ≈ m·Δv/Δt. Elle relie la résultante des forces à une accélération moyenne.

6. Dans cette relation, quelle grandeur est directement associée à la résultante des forces ?

A. Une masse multipliée par le temps

B. Une distance parcourue en une seconde

C. Une variation de vitesse par unité de temps

D. Une énergie cinétique instantanée

Answer: (C)

Explicación

La résultante des forces est reliée à Δv/Δt, qui correspond à une variation de vitesse par unité de temps. C’est bien une idée d’accélération moyenne.

7. Quelle propriété géométrique relie Δv et ΣF dans le cadre étudié ?

A. Ils forment un angle variable sans règle particulière

B. Ils sont perpendiculaires et de sens opposé

C. Ils sont de même norme mais sans lien de direction

D. Ils sont colinéaires et de même sens

Answer: (D)

Explicación

Le cours indique explicitement que Δv et ΣF sont colinéaires et de même sens. Ils partagent donc la même direction et la même orientation.

8. Dans une situation où la vitesse diminue, comment sont orientés Δv et la somme des forces ?

A. Dans des directions opposées

B. Dans la même direction et le même sens

C. L’un est nul et l’autre non nul

D. Ils sont toujours orthogonaux

Answer: (B)

Explicación

Même lorsque la vitesse diminue, Δv et ΣF restent colinéaires et de même sens dans le cadre du cours. La baisse de vitesse ne change pas cette relation géométrique.

9. À somme des forces identique, comment évolue la variation de vitesse quand la masse augmente ?

A. Elle augmente

B. Elle reste forcément constante

C. Elle diminue

D. Elle devient égale à zéro

Answer: (C)

Explicación

À force totale identique, la variation de vitesse est inversement liée à la masse : plus la masse est grande, plus Δv est petite. L’exemple du cours compare notamment m et 2m.

10. Si la même somme des forces agit sur une masse de 2m au lieu de m, que devient la variation de vitesse ?

A. Elle devient quatre fois plus grande

B. Elle est inchangée

C. Elle est multipliée par deux

D. Elle est divisée par deux

Answer: (D)

Explicación

Le tableau de synthèse montre que pour une masse 2m soumise à la même somme des forces, on obtient Δv = 2·Δv1 quand on compare les vecteurs de l’exemple, ce qui signifie que la variation de vitesse du système plus massif est plus petite pour un même effort.

11. Dans le cadre de la chute libre du cours, à quoi se réduit la somme des forces ?

A. À la tension du fil

B. À la pesanteur g

C. Au poids multiplié par la masse

D. À la vitesse du mobile

Answer: (B)

Explicación

En chute libre, le cours indique que la somme des forces se réduit à la pesanteur g. On relie alors cette force à la variation de vitesse.

12. Avec une masse de 500 kg et g = 10 N.kg⁻¹, quelle valeur du poids est correcte ?

A. 5,0 × 10⁴ N

B. 1,0 × 10⁴ N

C. 5,0 × 10³ N

D. 5,0 × 10² N

Answer: (C)

Explicación

Le poids vaut P = mg, donc 500 × 10 = 5000 N, soit 5,0 × 10³ N. Les tensions de 1,0 × 10⁴ N concernent l’autre partie de l’exercice.