Exercice corrigé Ancien programme

Qcm

Dans les exercices qui le nécessitent, on pourra utiliser la valeur de l'accélération de la pesanteur au niveau du sol sur Terre : .

Pour chaque affirmation, dire si elle est vraie ou fausse, justifier.

1. Le travail W d'une force se mesure en watts.

2. Le travail W d'une force se mesure en joules.

3. La période des oscillations d'un pendule simple dépend de la masse du pendule.

4. La période des oscillations d'un pendule simple diminue lorsque la longueur du fil augmente.

5. Lorsqu'un pendule simple atteint son amplitude angulaire maximale :

a. la vitesse de sa masse est maximale.

b. la vitesse de sa masse est nulle.

6. Le travail du poids d'un mobile dépend du trajet suivi par le mobile.

7. On lâche un objet de masse m sans vitesse initiale, les frottements sont négligeables :

a. son énergie mécanique augmente au cours de la chute.

b. son énergie potentielle de pesanteur diminue au cours de la chute.

8. L'approximation des petits angles est valable pour un pendule simple en oscillations libres dont l'amplitude est de 60°.

9. L'étalon de temps qui mesure la seconde est basé sur le mouvement astronomique de la Terre.

10. On peut utiliser un pendule simple pour définir la seconde.

1. Faux. Le watt est l'unité SI de la puissance (quotient d'une énergie par un temps).

2. Vrai. L'unité de mesure SI du travail est le joule (produit d'une force par une distance).

3. Faux. On sait que la période vaut , relation indépendante de la masse m.

4. Faux. D'après l'expression de la période T ci-dessus, plus L est grand, plus T est grand.

5. a. Faux. Énergies potentielle et cinétique ne peuvent être toutes les deux maximales en même temps.

b. Vrai. Lorsque le pendule a son amplitude angulaire maximale, son énergie potentielle de pesanteur est maximale donc l'énergie cinétique est minimale, la vitesse est donc nulle.

6. Faux. On sait que le travail du poids ne dépend que du dénivelé.

7. a. Faux. Lors d'une chute libre, on néglige les frottements et l'énergie mécanique reste constante.

b. Vrai. Lors de la chute libre l'énergie cinétique augmente, et par voie de conséquence l'énergie potentielle de pesanteur diminue.

8. Faux. L'approximation des petits angles est valable jusqu'à 15° ou 20° pas plus.

9. Faux. Depuis 1967, l'étalon temps est basé sur les horloges atomiques.

10. Vrai et faux. On peut construire un pendule qui bat , mais il subira forcément un amortissement. Il est nécessaire de lui redonner périodiquement de l'énergie, avec un système d'entretien des oscillations (système du balancier à échappement par exemple).

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