8 exemples de questions sur la quantité de mouvement linéaire
1. Un objet d'une masse de 1 kg se déplace à une vitesse de 10 m/s. Élan l'objet est…
Discussion
Est connu :
Masse (m) = 1 kg
Vitesse (v) = 10 m/s
Demandé : quantité de mouvement linéaire (p)
Répondre :
Formule de la quantité de mouvement : p = mv
Description : p = quantité de mouvement, m = masse, v = kecepatan.
La quantité de mouvement d'un objet est :
p = mv = (1)(10) = 10 kg m/s2
2. Deux objets, l'un de masse 2 kg et l'autre 4 kg, se déplacent à une vitesse de 20 m/s. La quantité de mouvement de chaque objet est…
Discussion
Est connu :
Masse de l'objet A (mA) = 2 kg
Masse de l'objet B (mB) = 4 kg
La vitesse de l'objet A (vA) = 20m/s
La vitesse de l'objet B (vB) = 20m/s
Demandé : quantité de mouvement de l'objet A (pA) et la quantité de mouvement de l'objet B (pB)
Répondre :
Quantité de mouvement de l'objet A :
pA = mA vA = (2)(20) = 40 kg m/s
Quantité de mouvement de l'objet B :
pB = mB vB = (4)(20) = 80 kg m/s
Si la vitesse des deux objets est la même, l'objet ayant la plus grande masse possède une plus grande quantité de mouvement.
3. Les objets A et B ont chacun une masse de 2 kg. L'objet A se déplace à une vitesse de 2 m/s et l'objet B à une vitesse de 4 m/s. La quantité de mouvement des objets A et B est…
Discussion
Est connu :
Masse de l'objet A (mA) = 2 kg
Masse de l'objet B (mB) = 2 kg
La vitesse de l'objet A (vA) = 2m/s
La vitesse de l'objet B (vB) = 4m/s
Demandé : quantité de mouvement de l'objet A (pA) et la quantité de mouvement de l'objet B (pB)
Répondre :
Quantité de mouvement de l'objet A :
pA = mA vA = (2)(2) = 4 kg m/s
Quantité de mouvement de l'objet B :
pB = mB vB = (2)(4) = 8 kg m/s
Si les masses des deux objets sont identiques, l'objet ayant la plus grande vitesse possède la plus grande quantité de mouvement.
4. Un objet de masse 5 kg est initialement au repos. Sa quantité de mouvement est…
Discussion
Est connu :
Masse de l'objet (m) = 5 kg
Vitesse de l'objet (v) = 0
Demandé : quantité de mouvement de l'objet (p)
Répondre :
p = mv = (5)(0) = 0
Si un objet est au repos, alors quelle que soit sa masse, sa quantité de mouvement est nulle.
5. Dans un match de baseball, une balle d'une masse de 0,5 kg se déplace initialement à une vitesse de 2 m/s.-1La balle est ensuite frappée avec une force F opposée à son mouvement, ce qui modifie sa vitesse à 6 m/s.-1Si la balle est en contact avec la batte pendant 0,01 seconde, alors la variation de quantité de mouvement est de…
A. 8 kg ms-1
B. 6 kg ms-1
C. 5 kg ms-1
D. 4 kg ms-1
E. 2 kg ms-1
Discussion
Il est connu que :
Masse de la balle (m) = 0,5 kg
Vitesse initiale (vo) = 2m/s
Vitesse finale (vt) = -6 m/s
Intervalle de temps (t) = 0,01 secondes
Demandé: Changement de quantité de mouvement
Répondre :
Formule de variation de la quantité de mouvement :
Δp = mvt – mvo = m (vt - vo)
Δp = (0,5 kg)(- 6 m/s – 2 m/s)
Δp = 4 kg m/s
La bonne réponse est D.
6. Un objet d'une masse de 100 grammes se déplace à une vitesse de 5 m/s-1Pour arrêter la vitesse de l'objet, la force de résistance F agit pendant 0,2 s. L'intensité de la force F est...
A. 0,5 N
B. 1,0 N
C. 2,5 N
D. 10 N
E. 25 N
Discussion
Il est connu que :
Masse de l'objet (m) = 100 grammes = 100/1000 = 0,1 kg
Vitesse initiale de l'objet (v)o) = 5m/s
Vitesse finale de l'objet (vt) = 0
Temps de collision (Δt) = 0,2 seconde
Demandé: L'intensité de la force F
Répondre :
Le théorème de l'impulsion-quantité de mouvement stipule que l'impulsion est égale à la variation de la quantité de mouvement.
I = ΔP
F (Δt) = m (vt - vo)
F (0,2) = 0,1 (0 – 5)
F (0,2) = -0,5
F = -0,5 / 0,2
F = -2,5 N
L'intensité de la force est de 2,5 newtons. Le signe négatif indique le sens de la force. Un signe négatif signifie que la force est dirigée dans le sens opposé au mouvement de l'objet.
La bonne réponse est C.
7.Une balle de tennis de 100 grammes est lâchée au sol d'une hauteur de 20 cm sans vitesse initiale. Après avoir touché le sol, la balle rebondit à une vitesse de 1 m/s.-1 et (g = 10 ms-2La variation de quantité de mouvement subie par la balle est…
A. 0,1 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,9 Ns
Discussion
Est connu :
Masse de la bille (m) = 100 grammes = 0,1 kg
Hauteur (h) = 20 cm = 0,2 mètre
Accélération due à la gravité (g) = 10 m/s2
La vitesse de la balle immédiatement après avoir touché le sol (v)t) = 1m/s
Demandé : changement de quantité de mouvement de la balle
Répondre :
La vitesse de la balle avant l'impact (v)o)
Calculez la vitesse de la balle avant l'impact en utilisant la formule de la chute libre. Sachant que la hauteur de chute libre de la balle (h) est de 0,2 mètre et que l'accélération due à la gravité (g) est de 10 m/s², sa vitesse est de 10 m/s².2 et on lui a demandé la vitesse de la balle lorsqu'elle touche le sol ; la formule est donc utilisée. v2 = 2 gh
v2 = 2 (10)(0,2) = 4
v = √4 = -2 m/s
On lui attribue un signe négatif car la direction du mouvement de la balle avant la collision avec le sol est opposée à la direction du mouvement de la balle après la collision avec le sol.
Variation de la quantité de mouvement de la balle (Δp)
Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Newton-seconde
La bonne réponse est B.
8. Un objet initialement immobile explose en 2 parties dans un rapport de 3:2. La partie ayant la plus grande masse est projetée à une vitesse de 20 m/s.-1 La vitesse à laquelle la plus petite partie est lancée est donc…
B. 20 ms-1
C. 30 ms-1
D. 40 ms-1
E. 60 ms-1
Discussion
Il est connu que :
Masse de l'objet 1 avant la collision = m
La vitesse de l'objet 1 avant la collision = 0 (objet au repos)
Masse de la partie 1 après la collision (m1) = 3m
Masse de la partie 2 après la collision (m2) = 2m
Vitesse de la partie 1 après la collision (v1') = 20 m/s
Demandé: Vitesse de la partie 2 après la collision (v2')
Répondre :
La formule de la loi de conservation de la quantité de mouvement :
(m)(0) = (3m)(20) + (2m) v2»
0 = 60 m + (2 m) v2»
60 m = -2 m v2»
60 = -2 v2»
v2' = -30 m/s
Le signe négatif indique que le sens de déplacement de la partie 2 est opposé à celui de la partie 1. Par exemple, si la partie 1 est lancée vers l'est, alors la partie 2 est lancée vers l'ouest.
La bonne réponse est C.
Source de la question :
Questions de physique pour l'examen national de fin d'études secondaires/professionnelles
