Sur un rail à coussin d'air horizontal, un chariot initialement au…

Exercice de TD · niveau 2 · physique (première), chapitre 4 — Mouvement d'un système · Des forces au mouvement

Énoncé

Sur un rail à coussin d'air horizontal, un chariot initialement au repos est tiré par un fil : la somme des forces vaut $1, 2 N$ , constante, pendant $Δ t = 0, 60$ s.

Quelle vitesse atteint-il si sa masse est $m = 0, 50$ kg ?
Même question après ajout d'une surcharge portant la masse à $1, 0$ kg.
Que peut-on changer pour retrouver, avec le chariot chargé, la vitesse de la question 1 ?

Corrigé

1. $Δ v = \frac{F Δ t}{m} = \frac{1 , 2 \times 0 , 60}{0 , 50} = 1, 44 m / s$ . Parti du repos, il atteint $1, 44 m / s$ . <br> 2. La masse double : $Δ v = \frac{1 , 2 \times 0 , 60}{1 , 0} = 0, 72 m / s$ , deux fois moins. <br> 3. $Δ v$ ne dépend que du groupement $\frac{F Δ t}{m}$ : il suffit de doubler la force ( $2, 4$ $N$ ) ou de doubler la durée ( $1, 2$ s).

Contrôle : $\frac{N \cdot s}{kg} = \frac{kg \cdot m / s ^{2} \cdot s}{kg} = m / s$ ✓, homogène à une vitesse.

Piège : dire que « la masse freine ». Elle ne s'oppose à aucune force : elle divise leur effet. C'est cela, l'inertie.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.