Dans cette liste vous trouverez des exercices sur les principales thématiques de Physique abordées en 1ère année de lycée. Entraînez-vous et résolvez vos doutes avec les réponses expliquées étape par étape.
Question 1 - Mouvement uniforme (cinématique)
Une voiture roule sur une route droite et déserte et le conducteur maintient une vitesse constante de 80 km/h. Après 2 heures depuis le début du voyage, le chauffeur a conduit
A) 40 km.
B) 80 km.
C) 120km.
D) 160 km.
E) 200 km.
but
Déterminez la distance parcourue par le conducteur, en km.
Données
- Le mouvement est uniforme, c'est-à-dire avec une vitesse constante et une accélération nulle.
- Le module de vitesse est de 80 km/h
- Le temps de trajet était de 2 heures.
Résolution
Calculons la distance à l'aide de la formule de vitesse :
Où,
est la distance parcourue en km.
est l'intervalle de temps en heures.
Comme on veut de la distance, on isole dans la formule.
Remplacement des valeurs :
Conclusion
En roulant à une vitesse constante de 80 km/h, après 2 heures de trajet le conducteur parcourt 160 km.
Entraînez-vous davantage exercices de cinématique.
Question 2 - Mouvement uniformément varié (cinématique)
Dans une course automobile sur piste ovale, l’une des voitures accélère uniformément à un rythme constant. Le pilote part du repos et accélère pendant 10 secondes jusqu'à atteindre une vitesse de 40 m/s. L'accélération obtenue par la voiture était
A) 4 m/s²
B) 8 m/s²
C) 16 m/s²
D) 20 m/s²
E) 40 m/s²
but
Déterminez l’accélération dans l’intervalle de temps de 10 secondes.
Données
Intervalle de temps de 10 s.
Variation de vitesse de 0 à 40 m/s.
Résolution
Comme il y a une variation de vitesse, le type de mouvement est accéléré. Puisque le taux d’accélération est constant, il s’agit d’un mouvement uniformément varié (MUV).
L'accélération est la mesure dans laquelle la vitesse a changé sur une période de temps.
Où,
Le est l'accélération, en m/s².
est la variation de vitesse, c'est-à-dire la vitesse finale moins la vitesse initiale.
est l'intervalle de temps, c'est-à-dire l'heure finale moins l'heure initiale.
Comme la voiture démarre au repos et que le temps commence à ralentir dès que la voiture commence à bouger, la vitesse et le temps initiaux sont égaux à zéro.
Remplacement des données fournies dans la déclaration :
Conclusion
Dans cet intervalle de temps, l'accélération de la voiture était de 4 m/s².
Voir les exercices Mouvement uniformément varié
Question 3 - Première loi de Newton (dynamique)
Imaginez un train qui traverse le Brésil. Soudain, le conducteur doit freiner brusquement le train à cause d'un obstacle sur les voies. Tous les objets à bord du train continuent de se déplacer, conservant la vitesse et la trajectoire qu'ils avaient auparavant. Les passagers sont projetés dans le wagon, des stylos, des livres et même la pomme que quelqu'un a apportée pour le déjeuner flottent dans les airs.
Le principe de la physique qui explique ce qui se passe à l'intérieur du wagon est le suivant :
a) la loi de la gravité.
b) la loi de l'action et de la réaction.
c) la loi de l'inertie.
d) la loi sur la conservation de l'énergie.
e) la loi de la vitesse.
Explication
La première loi de Newton, également appelée loi d'inertie, stipule qu'un objet au repos restera au repos et qu'un objet au repos restera au repos. Un objet en mouvement continuera à se déplacer à une vitesse constante à moins qu'une force extérieure n'agisse sur lui.
Dans ce cas, même si le train réduit brusquement sa vitesse, les objets continuent de se déplacer en raison de en raison de l'inertie, la tendance des corps est de maintenir leur état de mouvement (direction, module et direction) ou repos.
Vous pourriez être intéressé à en savoir plus sur le La première loi de Newton.
Question 4 - Deuxième loi de Newton (dynamique)
Dans un cours de physique expérimentale, on réalise une expérience en utilisant des boîtes de masses différentes et en appliquant à chacune une force constante. Le but est de comprendre comment l'accélération d'un objet est liée à la force appliquée et à la masse de l'objet.
Durant l'expérience, la boîte maintient une accélération constante de 2 m/s². Ensuite, des changements de masse et de résistance sont effectués dans les situations suivantes :
I - La masse reste la même, mais le module de force est deux fois plus grand que l'original.
II - La force appliquée est la même que celle d'origine, cependant la masse est doublée.
Les valeurs des nouvelles accélérations par rapport à l'originale, dans les deux cas, sont respectivement
Le)
B)
w)
d)
C'est)
La relation entre force, masse et accélération est décrite par la deuxième loi de Newton, qui dit: la force résultante agissant sur un corps est égale au produit de sa masse et de son accélération.
Où,
FR est la force résultante, la somme de toutes les forces agissant sur le corps,
m est la masse,
a est l'accélération.
Dans la situation, je, nous avons:
La masse reste la même, mais l’intensité de la force est doublée.
Pour différencier, on utilise 1 pour les quantités originales et 2 pour la nouvelle.
Original:
Nouveau:
La force 2 est le double de la force 1.
F2 = 2F1
Comme les masses sont égales, nous les isolons dans les deux équations, les égalisons et résolvons a2.
Remplacement de F2,
Ainsi, lorsque l’on double l’amplitude de la force, l’amplitude de l’accélération est également multipliée par 2.
Dans la situation II:
Égaliser les forces et répéter le processus précédent :
Remplacement du m2,
Ainsi, en doublant la masse et en maintenant la force d’origine, l’accélération diminue de moitié.
Besoin de renfort avec Deuxième loi de Newton? Lisez notre contenu.
Question 5 - Troisième loi de Newton (dynamique)
Un professeur de physique, passionné par l'apprentissage pratique, décide de réaliser une expérience particulière en classe. Il enfile une paire de patins à roulettes puis se pousse contre un mur. Nous explorerons les concepts physiques impliqués dans cette situation.
Lorsqu'il se pousse contre le mur de la classe en portant une paire de patins à roulettes, qu'arrive-t-il à l'enseignant et quelles sont les notions physiques impliquées ?
a) A) L'enseignant sera projeté vers l'avant, à cause de la force appliquée sur le mur. (Loi de Newton - Troisième loi d'action et de réaction)
b) L'enseignant restera immobile car il y a une friction entre les patins et le sol. (Loi de Newton - Conservation de la quantité de mouvement linéaire)
c) L'enseignant reste immobile. (Loi de Newton - Friction)
d) L'enseignant sera projeté en arrière, à cause du roulement des patins, à cause de l'application de la réaction du mur. (Loi de Newton - Troisième loi d'action et de réaction)
e) Les patins de l'enseignant chaufferont à cause du frottement avec le sol. (Loi de Newton - Friction)
La troisième loi de Newton explique que chaque action produit une réaction de même intensité, de même direction et de direction opposée.
Lorsqu’on applique une force contre le mur, la réaction pousse l’enseignant dans la direction opposée, avec la même intensité que la force appliquée.
La Loi d'action et de réaction agit sur des paires de corps, jamais sur le même corps.
Lorsque les patins permettent de rouler, le centre de masse de l'enseignant est projeté vers l'arrière et il glisse à travers la salle.
Se souvenir du Troisième loi de Newton.
Question 6 - Loi de la gravitation universelle
Le club de physique de l'école explore l'orbite de la Lune autour de la Terre. Ils souhaitent comprendre la force d'attraction gravitationnelle entre la Terre et son satellite naturel, en appliquant les principes de la loi de la gravitation universelle de Newton.
Les estimations de masse sont kg pour la Terre et environ 80 fois plus petite pour la Lune. Leurs centres sont situés à une distance moyenne de 384 000 km.
Sachant que la constante de gravitation universelle (G) est N⋅m²/kg², la force d'attraction gravitationnelle entre la Terre et la Lune est d'environ
Le)
B)
w)
d)
C'est)
La loi de la gravitation universelle de Newton dit que: « La force d'attraction gravitationnelle entre deux masses (m1 et m2) est directement proportionnel au produit de leurs masses et à la constante universelle de gravitation et inversement proportionnel au carré de deux distance.
Sa formule :
où:
F est la force d'attraction gravitationnelle,
G est la constante de la gravitation universelle,
m1 et m2 sont les masses des corps,
d est la distance entre les centres des masses, en mètres.
Valeur de remplacement :
En savoir plus sur Force gravitationnelle.
Question 7 - Chute libre (Mouvement dans un champ gravitationnel uniforme)
Dans le cadre d'un travail pratique pour l'expo-sciences de l'école, un groupe exposera les effets d'un champ gravitationnel uniforme. Après une explication du concept de gravité, ils réalisent une expérience pratique.
Deux sphères en acier, l'une d'un diamètre de 5 cm et l'autre d'un diamètre de 10 cm, sont libérées du repos, de la même manière. moment, par l'un des membres du groupe, depuis une fenêtre du troisième étage de l'immeuble. école.
Au sol, un téléphone portable qui enregistre au ralenti enregistre le moment exact de l'impact des sphères au sol. Sur une feuille, le groupe demande aux spectateurs de sélectionner l'option qui, selon eux, explique la relation entre les vitesses des objets lorsqu'ils touchent le sol.
Avec une bonne compréhension de la physique, vous sélectionnerez l'option qui dit
a) l'objet le plus lourd aura une plus grande vitesse.
b) l'objet le plus léger aura une plus grande vitesse.
c) les deux objets auront la même vitesse.
d) la différence de vitesse dépend de la hauteur de la tour.
e) la différence de vitesse dépend de la masse des objets.
En négligeant les effets de l’air, tous les objets tombent avec la même accélération due à la gravité, quelle que soit leur masse.
Le champ gravitationnel attire les objets vers le centre de la Terre avec la même accélération constante d'environ .
La fonction vitesse est décrite par :
Avec Vi étant la vitesse initiale égale à zéro et l'accélération étant g :
La vitesse ne dépend donc que de la valeur de l’accélération due à la gravité et du temps de chute.
La distance parcourue peut également être mesurée par :
Il est possible de constater que ni la vitesse ni la distance ne dépendent de la masse de l'objet.
Entraînez-vous davantage exercices de chute libre.
Question 8 - Lancement horizontal (Déplacement dans un champ gravitationnel uniforme)
Dans le cadre d’une expérience, deux élèves lancent une balle horizontalement depuis une hauteur élevée. Pendant que l'un lance le ballon, l'autre, à une distance donnée, enregistre une vidéo de la trajectoire du ballon. En négligeant la résistance de l'air, la trajectoire et la vitesse horizontale de la balle pendant le mouvement sont
a) une ligne droite descendante, et la vitesse horizontale augmentera.
b) une ligne droite, et la vitesse horizontale augmentera avec le temps.
c) un arc de cercle, et la vitesse horizontale diminuera avec le temps.
d) une ligne ondulée et la vitesse horizontale fluctuera.
e) une parabole, et la vitesse horizontale restera constante.
Les mouvements horizontaux et verticaux sont indépendants.
Lorsque la résistance de l’air est ignorée, la vitesse horizontale sera constante puisqu’il n’y a pas de frottement et que le mouvement est uniforme.
Le mouvement vertical est accéléré et dépend de l’accélération de la gravité.
La composition des mouvements forme la trajectoire d'une parabole.
Êtes-vous intéressé à en savoir plus sur Lancement horizontal.
Question 9 - Puissance et performances
Un étudiant étudie l'efficacité d'une machine qui, selon les informations du fabricant, est de 80 %. La machine reçoit une puissance de 10,0 kW. Dans ces conditions, la puissance utile offerte et la puissance dissipée par la machine sont respectivement
a) puissance utile: 6,4 kW et puissance dissipée: 3,6 kW.
b) puissance utile: 2,0 kW et puissance dissipée: 8,0 kW.
c) puissance utile: 10,0 kW et puissance dissipée: 0,0 kW.
d) puissance utile: 8,0 kW et puissance dissipée: 2,0 kW.
e) puissance utile: 5,0 kW et puissance dissipée: 5,0 kW.
Le rendement (η) est le rapport entre la puissance utile et la puissance reçue, exprimé comme suit :
La puissance utile, quant à elle, est la puissance reçue moins la puissance dissipée.
Puissance utile = puissance reçue - puissance dissipée
Avec un rendement de 80%, soit 0,8, on a :
La puissance utile vaut donc :
Puissance utile = puissance reçue - puissance dissipée
Puissance utile = 10 kW - 2 W = 8 kW
Vous voudrez peut-être vous souvenir de puissance et performances mécaniques.
Question 10 - Système mécanique conservateur
Dans un laboratoire de physique, une piste avec des chariots simule des montagnes russes. Ils abandonnent la charrette au point culminant du sentier. Le chariot descend alors en diminuant sa hauteur, tandis que sa vitesse augmente au cours de la descente.
S'il n'y a pas de perte d'énergie due au frottement ou à la résistance de l'air, comment la conservation de l'énergie mécanique s'applique-t-elle à ce système conservateur ?
a) L'énergie mécanique totale augmente à mesure que le chariot prend de la vitesse.
b) L'énergie mécanique totale diminue, car une partie de l'énergie est convertie en chaleur par frottement.
c) L'énergie mécanique totale reste constante, car aucune force dissipative n'agit.
d) L'énergie mécanique totale dépend de la masse du chariot, car elle affecte la force gravitationnelle.
e) L'énergie mécanique totale varie en fonction de la température ambiante, car elle affecte la résistance de l'air.
L'énergie mécanique est la somme de ses parties, telles que l'énergie potentielle gravitationnelle et l'énergie cinétique.
En considérant le système conservateur, c'est-à-dire sans pertes d'énergie, l'énergie finale doit être égale à l'énergie initiale.
Au début, le chariot était immobile, avec son énergie cinétique égale à zéro, tandis que son énergie potentielle était maximale, puisqu'elle se trouvait au point le plus haut.
En descendant, il commence à bouger et son énergie cinétique augmente à mesure que la hauteur diminue, diminuant également son énergie potentielle.
Tandis qu’une partie diminue, l’autre augmente dans la même proportion, gardant l’énergie mécanique constante.
Rappelez-vous les concepts concernant énergie mécanique.
Question 11 - Masse spécifique ou densité absolue
Dans une enquête sur les propriétés de la matière, trois cubes de volumes et de matériaux différents sont utilisés pour créer une échelle de masse spécifique de ces matériaux.
A l'aide d'une balance et d'une règle, on obtient pour les cubes :
- Acier: Masse = 500 g, Volume = 80 cm³
- Bois: Masse = 300 g, Volume = 400 cm³
- Aluminium: Masse = 270 g, Volume = 100 cm³
De la masse spécifique la plus élevée à la plus faible, les valeurs trouvées sont :
a) Acier: 6,25 g/cm³, Aluminium: 2,7 g/cm³, Bois: 0,75 g/cm³
b) Bois: 1,25 g/cm³, Acier: 0,75 g/cm³, Aluminium: 0,5 g/cm³
c) Acier: 2 g/cm³, Bois: 1,25 g/cm³, Aluminium: 0,5 g/cm³
d) Aluminium: 2 g/cm³, Acier: 0,75 g/cm³, Bois: 0,5 g/cm³
e) Aluminium: 2 g/cm³, Acier: 1,25 g/cm³, Bois: 0,75 g/cm³
La masse spécifique d'un matériau est définie comme la masse par unité de volume et est calculée par la formule :
Pour le acier:
Au bois:
Pour le aluminium:
Apprenez-en davantage sur :
- Masse spécifique
- Densité
Question 12 - Pression exercée par une colonne de liquide
Un étudiant plonge dans un lac au niveau de la mer et atteint une profondeur de 2 mètres. Quelle est la pression qu’exerce l’eau sur lui à cette profondeur? Considérons l'accélération due à la gravité comme et la densité de l'eau comme
.
a) 21 Pa
b) 121 Pa
c) 1121 Pa
d) 121 000 Pa
e) 200 000 Pa
La pression dans un fluide au repos est donnée par la formule :
P = ρ⋅g⋅h + P atmosphérique
où:
P est la pression,
ρ est la densité du fluide,
g est l'accélération due à la gravité,
h est la profondeur du fluide.
Entraînez-vous davantage exercices hydrostatiques.
ASTH, Rafael. Exercices de physique (résolus) pour la 1ère année du lycée.Tout compte, [s.d.]. Disponible en: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-fisica-para-1-ano-do-ensino-medio/. Accès à:
Voir aussi
- Exercices sur l'énergie potentielle et cinétique
- Formules de physique
- Exercices sur les lois de Newton commentés et résolus
- Travailler en physique
- Exercices hydrostatiques
- Physique à l'Enem
- Exercices sur l'énergie cinétique
- La gravité