Quiz: Mécanique : Vitesse et Forces — 13 domande

1. Comment est estimée la vitesse instantanée au point Mi lorsque deux positions successives sont très proches ?

A. Par la somme des distances parcourues sur tout le trajet

B. Par le rapport entre la distance MiMi+1 et la durée t i+1 − t i

C. Par le produit de la distance par la durée

D. Par la différence des coordonnées du point Mi uniquement

Answer: (B)

Spiegazione

La vitesse instantanée est assimilée à une vitesse moyenne sur un intervalle très court, donc on utilise le rapport distance sur durée. Les autres propositions ne correspondent pas à cette estimation.

2. Dans quel cas le vecteur vitesse se trace-t-il tangent à la trajectoire au point considéré ?

A. Lorsque la trajectoire est rectiligne uniquement

B. Lorsque le système est immobile

C. Lorsque l’intervalle de temps entre deux positions est suffisamment court

D. Lorsque la vitesse est exprimée en m·s⁻¹

Answer: (C)

Spiegazione

Quand l’intervalle de temps est très court, le vecteur déplacement devient tangent à la trajectoire, ce qui permet de tracer le vecteur vitesse tangent. Ce tracé ne dépend pas du fait que le mouvement soit rectiligne ou non.

3. Quelle caractéristique décrit la direction du vecteur vitesse ?

A. Le sens du mouvement le long de la trajectoire

B. La tangente à la trajectoire au point considéré

C. La valeur mesurée en m·s⁻¹

D. La longueur du trajet parcouru

Answer: (B)

Spiegazione

La direction du vecteur vitesse est celle de la tangente à la trajectoire au point où il est représenté. Le sens et la valeur sont deux autres caractéristiques distinctes.

4. Que représente la valeur du vecteur vitesse ?

A. La norme du vecteur vitesse, exprimée en m·s⁻¹

B. La distance entre deux points successifs

C. La direction de la trajectoire

D. Le sens du mouvement

Answer: (A)

Spiegazione

La valeur du vecteur vitesse correspond à sa norme, donc à une grandeur scalaire exprimée en m·s⁻¹. La direction et le sens ne donnent pas la valeur.

5. Comment définit-on le vecteur variation de vitesse entre deux instants voisins ?

A. Par la somme des deux vitesses instantanées

B. Par la distance parcourue entre les deux instants

C. Par la différence entre la vitesse instantanée suivante et la vitesse instantanée précédente

D. Par le rapport des deux vitesses instantanées

Answer: (C)

Spiegazione

Le vecteur variation de vitesse est défini par ΔV⃗i = V⃗i+1 − V⃗i. Il s’agit donc d’une différence vectorielle, et non d’une somme ou d’un rapport.

6. Dans quel cas le vecteur variation de vitesse est-il non nul ?

A. Dès que la vitesse change en direction, en sens ou en valeur

B. Seulement si la vitesse augmente

C. Uniquement lorsque le système accélère en ligne droite

D. Seulement si la trajectoire est curviligne

Answer: (A)

Spiegazione

La variation de vitesse est non nulle dès qu’au moins un des éléments du vecteur vitesse change : direction, sens ou valeur. Elle peut donc être non nulle sans que la vitesse augmente forcément.

7. Que désigne la résultante ΣF des forces extérieures appliquées à un système ?

A. La somme vectorielle de toutes les forces extérieures

B. La force la plus grande exercée sur le système

C. La différence entre les forces de contact et les forces à distance

D. La somme des vitesses de tous les objets du système

Answer: (A)

Spiegazione

ΣF correspond à la somme vectorielle de toutes les forces extérieures agissant sur le système. Elle permet de remplacer plusieurs forces par un seul vecteur équivalent.

8. Que faut-il faire en premier pour établir un bilan des forces ?

A. Calculer la vitesse instantanée

B. Définir le système étudié

C. Choisir une échelle de dessin

D. Déterminer la masse du système

Answer: (B)

Spiegazione

Un bilan des forces commence par l’identification du système étudié, car les forces à inventorier dépendent de ce choix. Ensuite seulement on liste les forces extérieures avec leur direction et leur sens.

9. Que conclut-on, dans un référentiel galiléen, si les forces se compensent ?

A. La masse du système diminue

B. Le système accélère forcément

C. Le système est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme

D. La vitesse change de direction

Answer: (C)

Spiegazione

Le principe d’inertie relie une résultante nulle à une immobilité ou à un mouvement rectiligne uniforme dans un référentiel galiléen. Une résultante nulle n’impose donc pas une vitesse nulle.

10. Quelle est l’expression approchée de la deuxième loi de Newton ?

A. ΣF⃗ = m × (ΔV⃗ / Δt)

B. ΣF⃗ = m / (ΔV⃗ × Δt)

C. ΔV⃗ = m × (ΣF⃗ / Δt)

D. ΣF⃗ = ΔV⃗ / (m × Δt)

Answer: (A)

Spiegazione

La relation approchée de la deuxième loi de Newton s’écrit ΣF⃗ = m × (ΔV⃗ / Δt). Elle relie la résultante des forces, la masse et la variation de vitesse sur un court intervalle.

11. Si la résultante des forces est connue, que permet de déterminer la relation approchée de Newton ?

A. La valeur de la masse à partir de la vitesse

B. La trajectoire exacte du mobile

C. La variation de vitesse sur l’intervalle considéré

D. La nature des forces de contact uniquement

Answer: (C)

Spiegazione

La relation permet d’estimer la variation de vitesse lorsque la résultante des forces est connue. Elle ne donne pas directement la trajectoire ni la nature détaillée des forces.

12. Comment varie la variation de vitesse lorsque la masse augmente, à résultante et durée fixes ?

A. Elle augmente

B. Elle reste identique

C. Elle devient nulle

D. Elle diminue

Answer: (D)

Spiegazione

D’après ΔV⃗ = (ΣF⃗ × Δt)/m, la variation de vitesse est inversement proportionnelle à la masse. Si la masse augmente, la variation de vitesse diminue.

13. Quelle interprétation correspond au rôle de la masse dans la relation avec la variation de vitesse ?

A. La masse remplace la résultante des forces

B. La masse fixe la direction du vecteur vitesse

C. La masse est indépendante de tout effet sur le mouvement

D. La masse mesure l’inertie du système

Answer: (D)

Spiegazione

La masse caractérise l’inertie : plus elle est grande, plus il est difficile de modifier le mouvement. Les autres propositions ne correspondent pas au rôle de la masse dans cette relation.