Première générale | Physique-Chimie | Durée : 30 min | /20
Dernière mise à jour : 21 juin 2026
Nom : _______________________ Prénom : _______________________ Date : __________
On modélise une action mécanique par un vecteur force \(\vec{F}\).
a. Cite les quatre caractéristiques d'un vecteur force. b. Dans quelle unité exprime-t-on la valeur d'une force ? c. Donne la direction et le sens du vecteur poids \(\vec{P}\).
Un sac de plâtre a une masse \(m=30\) kg. On prend \(g=9{,}8\) N/kg.
a. Rappelle la relation entre le poids et la masse. b. Calcule la valeur du poids du sac.
Indique si chaque affirmation est vraie ou fausse, en justifiant.
a. « Un objet en mouvement rectiligne uniforme subit forcément une force motrice résultante. »
b. « Si les forces qui s'exercent sur un objet en mouvement se compensent, il continue à vitesse constante. »
Un téléviseur est posé, immobile, sur un meuble horizontal.
a. Nomme les deux forces qui s'exercent sur le téléviseur, en précisant leur sens. b. Que vaut la somme des forces ? Justifie à l'aide du principe d'inertie. c. Compare alors les valeurs de ces deux forces.
Un parachutiste de masse \(m=75\) kg saute d'un avion. On prend \(g=9{,}8\) N/kg. On distingue deux phases.
| Donnée | Valeur |
|---|---|
| Masse du parachutiste | 75 kg |
| Intensité de la pesanteur \(g\) | 9,8 N/kg |
a. Calcule la valeur du poids du parachutiste. b. Au début de la chute (parachute fermé, frottements négligeables), compare la somme des forces à \(\vec{0}\) et indique dans quel sens pointe \(\Delta\vec{v}\) : la vitesse augmente-t-elle ou diminue-t-elle ? c. Une fois le parachute ouvert, il descend à vitesse constante (vitesse limite). Quelle est alors la valeur de la force de frottement de l'air ? d. Quel principe physique utilises-tu à la question c ?
Ex. 1 : a) Un vecteur force possède : un point d'application, une direction, un sens et une valeur (intensité). b) En newtons (N). c) Le poids \(\vec{P}\) a une direction verticale et un sens dirigé vers le bas.
Ex. 2 : a) \(P=m\,g\). b) \(P=30\times9{,}8=294\) N, vertical vers le bas.
Ex. 3 : a) Faux : en mouvement rectiligne uniforme, la somme des forces est nulle (\(\sum\vec{F}=\vec{0}\)) ; aucune force motrice résultante n'est nécessaire. Une éventuelle force motrice ne fait que compenser les frottements. b) Vrai : c'est exactement le principe d'inertie — forces compensées \(\Rightarrow\) repos ou mouvement rectiligne uniforme (vitesse constante).
Ex. 4 : a) Le poids \(\vec{P}\) (vertical, vers le bas) et la réaction du support \(\vec{R}\) (verticale, vers le haut). b) Le téléviseur est immobile : d'après le principe d'inertie, les forces se compensent, donc \(\sum\vec{F}=\vec{0}\). c) \(\vec{P}\) et \(\vec{R}\) ont alors la même valeur (et des sens opposés) : \(R=P\).
Ex. 5 :
a) \(P=m\,g=75\times9{,}8=735\) N, vertical vers le bas.
b) Frottements négligeables : \(\sum\vec{F}\approx\vec{P}\neq\vec{0}\), dirigée vers le bas. \(\Delta\vec{v}\) a la même direction et le même sens que \(\sum\vec{F}\) : vers le bas. La vitesse augmente (le parachutiste accélère).
c) À vitesse constante (rectiligne uniforme), \(\sum\vec{F}=\vec{0}\) : la force de frottement de l'air \(\vec{f}\) compense le poids. Donc \(f=P=735\) N, dirigée vers le haut.
d) On utilise le principe d'inertie (1re loi de Newton).