Exemples de questions sur la deuxième loi de Newton

8 exemples de questions sur la deuxième loi de Newton

1. Un objet d'une masse de 1 kg se déplace avec une accélération constante de 5 m/s².²Quelle est l'intensité de la force résultante qui déplace l'objet ?
Discussion
Est connu :
Masse de l'objet (m) = 1 kg
Accélération (a) = 5 m/s²
Demandé : la force résultante qui déplace un objet
Répondre :
La deuxième loi de Newton stipule que si une force résultante agit sur un objet, celui-ci subit une accélération dont l'intensité est directement proportionnelle à l'intensité de la force résultante et inversement proportionnelle à la masse de l'objet. La direction de l'accélération est la même que celle de la force résultante. Mathématiquement :
Description de la formule :
ΣF = force résultante, également appelée force totale (unités internationales : kg m/s)² (alias Newton)
m = masse de l'objet (l'unité internationale est le kilogramme, abrégé kg)
a = accélération (l'unité internationale est le mètre par seconde au carré, abrégée m/s)²)
La force résultante qui déplace l'objet est donc :
2. La masse du bloc est de 1 kg, F = 2 Newtons. L'amplitude et la direction de l'accélération du bloc sont…
Discussion
Est connu :
Masse du bloc (m) = 1 kg
Force (F) = 2 Newtons
Demandé : magnitude et direction de l'accélération du bloc (a)
Répondre :
Direction de l'accélération du bloc = direction de la force F

3. Masse du bloc = 2 kg, F₁ = 5 Newtons, F₂ = 3 Newton. L'amplitude et la direction de l'accélération du bloc sont…
Discussion
Est connu :
Masse du bloc (m) = 2 kg
F₁ = 5 Newton
F₂ = 3 Newton
Demandé : magnitude et direction de l'accélération du bloc (a)
Répondre :
4. Masse du bloc = 2 kg, F₁ = 10 Newtons, F₂ = 1 Newton. L'amplitude et la direction de l'accélération du bloc sont…
Discussion
Est connu :
Masse du bloc (m) = 2 kg
F₂ = 1 Newton
F₁ = 10 Newton
F_1x =F₁ cos 60^o = (10)(0,5) = 5 Newtons
Demandé : magnitude et direction de l'accélération du bloc (a)
Répondre :
Direction de l'accélération du bloc = direction de la force résultante = direction de F_1x

5. F₁ = 10 Newtons, F₂ = 1 Newton, m₁ = 1 kg, m₂ = 2 kg. L'amplitude et la direction de l'accélération du bloc sont…

Discussion
Est connu :
Masse du bloc 1 (m₁) = 1 kg
Masse du bloc 2 (m₂) = 2 kg
F₁ = 10 Newton
F₂ = 1 Newton
Demandé : magnitude et direction de l'accélération du bloc (a)
Répondre :

Direction de l'accélération du bloc = direction de la force résultante = direction de F₁

[Anglais : La deuxième loi du mouvement de Newton – problèmes et solutions]

6. Plusieurs forces agissent sur un objet de 5 kg, comme illustré sur la figure. Si la force de frottement entre l'objet et la planche est nulle, alors l'accélération subie par l'objet est…

A. 1 m/s²
B. 4 m/s²
C. 5 m/s²
D. 9 m/s²

Discussion

Il est connu que :
Style 1 (F₁) = 15 Newtons (direction gauche)
Style 2 (F₂) = 10 Newtons (direction gauche)
Style 3 (F₃) = 20 Newtons (direction vers la droite)
Masse de l'objet (m) = 5 kilogrammes
Question : Accélération subie par l'objet (a)
Répondre :

Force résultante :
∑F = F₁ + F₂ - F₃
∑F = 15 + 10 – 20
∑F = 25 – 20
∑F = 5 Newton
∑F = 5 kg m/s²
La direction de la force résultante est la même que la direction de la force 1 et la direction de la force 2, à savoir vers la gauche.
Formule de la deuxième loi de Newton :
∑F = ma
5 kg m/s² = (5 kg) a
5 m/s² = (5) a
a = (5 m/s²) / 5
a = 1 m/s²
L'amplitude de l'accélération de l'objet est de 1 m/s².²Direction de l'accélération de l'objet = direction du mouvement de l'objet = direction de la force résultante = vers la gauche
La bonne réponse est A.

7.

Observez l'image des forces agissant sur l'objet suivant ! Si la masse de l'objet est de 2 kg, l'accélération qui s'exercera sur lui sera de…

A. 12,5 m/s²
B. 7,5 m/s²
C. 5,0 m/s²
D. 2,5 m/s²

Discussion
Il est connu que :
Style 1 (F₁) = 10 Newtons (direction gauche)
Style 2 (F₂) = 10 Newtons (direction vers la droite)
Style 3 (F₃) = 5 Newtons (direction vers la droite)
Masse de l'objet (m) = 2 kilogrammes
Question : Accélération subie par l'objet (a)
Répondre :
Force résultante :
∑F = F₂ + F₃ - F₁
∑F = 10 + 5 – 10
∑F = 15 – 10
∑F = 5 Newton
∑F = 5 kg m/s²
La direction de la force résultante est la même que la direction de la force 2 et la direction de la force 3 est vers la droite.
Formule de la deuxième loi de Newton :
∑F = ma
5 kg m/s² = (2 kg) a
5 m/s² = (2) a
a = (5 m/s²) / 2
a = 2,5 m/s²
L'amplitude de l'accélération de l'objet est de 2 m/s².²La direction de l'accélération de l'objet = la direction du mouvement de l'objet = la direction de la force résultante = vers la droite
La bonne réponse est D.

8. Plusieurs forces agissent sur l'objet B comme indiqué sur l'image.
Si la masse de l'objet B = 4 kg, l'accélération subie par B est….
A. 2,5 m/s²
B. 4,0 m/s²
C. 5,0 m/s²
D. 9,0 m/s²
Discussion
Il est connu que :
Style 1 (F₁) = 20 Newtons (direction vers la droite)
Style 2 (F₂) = 6 Newtons (direction vers la droite)
Style 3 (F₃) = 10 Newtons (direction gauche)
Masse de l'objet (m) = 4 kilogrammes
Question : Accélération subie par B (a)
Répondre :
Force résultante :
∑F = F₁ + F₂ - F₃
∑F = 20 + 6 – 10
∑F = 26 – 10
∑F = 16 Newton
∑F = 16 kg m/s²
La direction de la force résultante est la même que la direction de la force 1 et la direction de la force 1 est vers la droite.
Formule de la deuxième loi de Newton :
∑F = ma
16 kg m/s² = (4 kg) a
16 m/s² = (4) a
a = (16 m/s²) / 4
a = 4 m/s²
L'amplitude de l'accélération de l'objet est de 4 m/s².²La direction de l'accélération de l'objet = la direction du mouvement de l'objet = la direction de la force résultante = vers la droite
La bonne réponse est B.