Exercice 1 sur 10
QCMQuelle est la direction du vecteur vitesse d’un point en mouvement ?
Aide : pense à la voiture qui sort d’un virage en ligne droite si elle dérape.
Retravailler · Physique-chimie Terminale
Mouvement et interactions
10 exercices progressifs, des bases jusqu’au niveau attendu, avec une correction détaillée.
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Retravailler : Mouvement et interactions
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Exercice 1 — Coche la bonne réponse.
Quelle est la direction du vecteur vitesse d’un point en mouvement ?
Aide : pense à la voiture qui sort d’un virage en ligne droite si elle dérape.- Toujours vers le centre de la trajectoire
- Tangente à la trajectoire, dans le sens du mouvement
- Toujours verticale
- Perpendiculaire à la trajectoire
Exercice 2
La position d’un mobile sur un axe est x(t) = 3,0t2 + 2,0t (x en m, t en s). Calcule sa vitesse vx à t = 2,0 s.
Aide : vx = ; la dérivée de t2 est 2t.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… m·s⁻¹
Exercice 3
La vitesse d’un mobile sur un axe est vx(t) = 4,0t + 1,0 (v en m·s−1, t en s). Calcule son accélération ax.
Aide : ax = .Écris tes calculs :
Réponse : ……………… m·s⁻²
Exercice 4
Une voiture roule à 15 m·s−1 et freine avec une décélération constante de valeur 3,0 m·s−2. Combien de temps lui faut-il pour s’arrêter ?
Aide : v(t) = v0 − a × t, et la voiture est arrêtée quand v = 0.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… s
Exercice 5 — Coche la bonne réponse.
Dans un référentiel galiléen, la somme des forces qui s’exercent sur un système est nulle. Que peut-on dire de son mouvement ?
Aide : c’est la première loi de Newton (principe d’inertie).- Il est forcément immobile
- Il est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme
- Il ralentit jusqu’à s’arrêter
- Il est en mouvement circulaire uniforme
Exercice 6
Un objet de masse 2,0 kg est soumis à des forces dont la résultante vaut 7,0 N. Calcule la valeur de son accélération.
Aide : deuxième loi de Newton, ΣF = m × a.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… m·s⁻²
Exercice 7
On lâche une bille sans vitesse initiale. On néglige l’action de l’air et on prend g = 9,8 m·s−2. Calcule sa vitesse au bout de 1,5 s, en m·s−1 (arrondie au dixième).
Aide : en chute libre, a = g, donc v(t) = g × t si la vitesse initiale est nulle.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… m·s⁻¹
Exercice 8
Un objet est entièrement immergé dans l’eau ; il déplace un volume de 2,0 L. Données : ρeau = 1,0 × 103 kg·m−3 ; g = 9,8 N·kg−1. Calcule la valeur de la poussée d’Archimède, en N (arrondie au dixième).
Aide : Π = ρfluide × Vimmergé × g, avec V en m3.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… N
Exercice 9
Deux satellites tournent autour de la Terre sur des orbites circulaires. Le premier, d’orbite de rayon r, a une période de 2,0 h. Le second a une orbite de rayon 4r. Calcule sa période, en heures.
Aide : troisième loi de Kepler, est le même pour tous les satellites d’un même astre.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… h
Exercice 10
De l’eau s’écoule à la vitesse moyenne de 2,0 m·s−1 dans un tuyau de section S = 3,0 cm². Calcule le débit volumique, en L·s−1.
Aide : Dv = S × v, avec S en m² ; 1 m³ = 1 000 L.Écris tes calculs :
Réponse : ……………… L·s⁻¹
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Retravailler : Mouvement et interactions
Corrigé détaillé — pour les parents et les enseignants
Exercice 1
Réponse : Tangente à la trajectoire, dans le sens du mouvement
Le vecteur vitesse v⃗ = est toujours tangent à la trajectoire et orienté dans le sens du mouvement.
- Sur une trajectoire courbe, sa direction change à chaque instant.
- C’est l’accélération (et non la vitesse) qui est dirigée vers le centre dans un mouvement circulaire uniforme.
Exercice 2
Réponse : 14 m·s⁻¹
La vitesse est la dérivée de la position par rapport au temps. On dérive, puis on remplace t par 2,0 s.
- vx(t) = 3,0 × 2t + 2,0 = 6,0t + 2,0
- vx(2,0) = 6,0 × 2,0 + 2,0
- vx = 14 m·s−1
Exercice 3
Réponse : 4 m·s⁻²
L’accélération est la dérivée de la vitesse. La dérivée de 4,0t est 4,0, celle de la constante 1,0 est 0.
- ax = = 4,0 m·s−2
- L’accélération est constante : le mouvement est rectiligne uniformément accéléré.
Exercice 4
Réponse : 5 s
Le mouvement est rectiligne uniformément décéléré : la vitesse diminue de 3,0 m·s−1 chaque seconde.
- v(t) = 15 − 3,0t
- Arrêt : 15 − 3,0t = 0
- t = = 5,0 s
Exercice 5
Réponse : Il est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme
Si ΣF⃗ext = 0⃗, alors a⃗ = 0⃗ : le vecteur vitesse est constant. Le système est soit au repos, soit en mouvement rectiligne uniforme. Une force n’est pas nécessaire pour « entretenir » un mouvement.
- ΣF⃗ext = m × a⃗ = 0⃗ ⟹ a⃗ = 0⃗
- v⃗ constant (en direction, sens et valeur)
- Un mouvement circulaire, même à vitesse constante, nécessite une force dirigée vers le centre.
Exercice 6
Réponse : 3,5 m·s⁻²
La deuxième loi de Newton relie la résultante des forces à l’accélération : a = .
- a =
- a = 3,5 m·s−2
- Unités : 1 N = 1 kg·m·s−2, donc N/kg = m·s−2 ✓
Exercice 7
Réponse : 14,7 m·s⁻¹
Seul le poids agit : la deuxième loi de Newton donne m × a⃗ = m × g⃗, soit a⃗ = g⃗. La vitesse augmente de 9,8 m·s−1 chaque seconde.
- v(t) = g × t + v0 avec v0 = 0
- v(1,5) = 9,8 × 1,5
- v = 14,7 m·s−1
- La masse n’intervient pas : sans frottements, tous les objets tombent de la même façon.
Exercice 8
Réponse : 19,6 N
La poussée d’Archimède est égale au poids du volume de fluide déplacé. Il faut d’abord convertir le volume en m3.
- V = 2,0 L = 2,0 dm3 = 2,0 × 10−3 m3
- Π = 1,0 × 103 × 2,0 × 10−3 × 9,8
- Π = 19,6 N (c’est le poids de 2,0 kg d’eau)
Exercice 9
Réponse : 16 h
Comme est constant, si le rayon est multiplié par 4, alors T2 est multiplié par 43 = 64, donc T est multiplié par √64 = 8.
- =
- T22 = 64 × T12
- T2 = 8 × T1 = 8 × 2,0 = 16 h
- Piège : la période n’est pas proportionnelle au rayon (elle ne vaut pas 4 × 2,0 = 8,0 h).
Exercice 10
Réponse : 0,6 L·s⁻¹
Le débit volumique est le volume qui traverse une section par unité de temps. On travaille en unités SI, puis on convertit.
- S = 3,0 cm² = 3,0 × 10−4 m² (1 cm² = 10−4 m²)
- Dv = 3,0 × 10−4 × 2,0 = 6,0 × 10−4 m3·s−1
- Dv = 6,0 × 10−4 × 1 000 = 0,60 L·s−1
Ces exercices reprennent la mécanique de Terminale étape par étape : vitesse et accélération, deuxième loi de Newton, chute libre, satellites et fluides. Chaque énoncé rappelle la relation à utiliser. Avant de calculer, demande-toi toujours : quel système, quel référentiel, quelles forces ?
Exercices corrigés : 0 / 10
Exercice 2 sur 10
CalculLa position d’un mobile sur un axe est x(t) = 3,0t2 + 2,0t (x en m, t en s). Calcule sa vitesse vx à t = 2,0 s.
Aide : vx = ; la dérivée de t2 est 2t.Exercice 3 sur 10
CalculLa vitesse d’un mobile sur un axe est vx(t) = 4,0t + 1,0 (v en m·s−1, t en s). Calcule son accélération ax.
Aide : ax = .Exercice 4 sur 10
CalculUne voiture roule à 15 m·s−1 et freine avec une décélération constante de valeur 3,0 m·s−2. Combien de temps lui faut-il pour s’arrêter ?
Aide : v(t) = v0 − a × t, et la voiture est arrêtée quand v = 0.Exercice 5 sur 10
QCMDans un référentiel galiléen, la somme des forces qui s’exercent sur un système est nulle. Que peut-on dire de son mouvement ?
Aide : c’est la première loi de Newton (principe d’inertie).Exercice 6 sur 10
CalculUn objet de masse 2,0 kg est soumis à des forces dont la résultante vaut 7,0 N. Calcule la valeur de son accélération.
Aide : deuxième loi de Newton, ΣF = m × a.Exercice 7 sur 10
CalculOn lâche une bille sans vitesse initiale. On néglige l’action de l’air et on prend g = 9,8 m·s−2. Calcule sa vitesse au bout de 1,5 s, en m·s−1 (arrondie au dixième).
Aide : en chute libre, a = g, donc v(t) = g × t si la vitesse initiale est nulle.Exercice 8 sur 10
CalculUn objet est entièrement immergé dans l’eau ; il déplace un volume de 2,0 L. Données : ρeau = 1,0 × 103 kg·m−3 ; g = 9,8 N·kg−1. Calcule la valeur de la poussée d’Archimède, en N (arrondie au dixième).
Aide : Π = ρfluide × Vimmergé × g, avec V en m3.Exercice 9 sur 10
CalculDeux satellites tournent autour de la Terre sur des orbites circulaires. Le premier, d’orbite de rayon r, a une période de 2,0 h. Le second a une orbite de rayon 4r. Calcule sa période, en heures.
Aide : troisième loi de Kepler, est le même pour tous les satellites d’un même astre.Exercice 10 sur 10
CalculDe l’eau s’écoule à la vitesse moyenne de 2,0 m·s−1 dans un tuyau de section S = 3,0 cm². Calcule le débit volumique, en L·s−1.
Aide : Dv = S × v, avec S en m² ; 1 m³ = 1 000 L.