Mécanique : vitesse, force, énergie cinétique.

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Mécanique.
Un scooter parcourt 10 km en 15 minutes. Il roule en ville, où la vitesse est limitée à 50 km/h.
 Calculer la vitesse moyenne ( en km/h et en m/s) de ce scooter sur ce trajet.
vmoy (km/h) = distance (km) / durée (h) ; 15 min = 0,25 h ; vmoy = 10/0,25 = 40 km/h.
Puis diviser par 3,6 : vmoy = 40/3,6 =11,1 ~11 m/s.
Il reçoit quelques mois plus tard une contravention pour excès de vitesse.
 Les gendarmes lui expliquent alors son erreur en lui présentant le graphique  ci-dessous. Il représente la vitesse en fonction du temps, d’un automobiliste ayant lui aussi commis une infraction.

Quel est la nature du mouvement entre 0 et 4 min ?
La valeur de la vitesse étant constant, lemouvement est uniforme.
Quel est la nature du mouvement entre 4 et 6 min ?
La valeur de la vitesse diminue jusquà une valeur nulle ( arrêt).
Le mouvement est uniformément ralenti ou freiné.

Quel est la nature du mouvement entre 8 et 10 min ?
La valeur de la vitesse augmente : le mouvement est uniformément accéléré.
A quel moment est-il en infraction ?
Entre 0 et environ 4,5 minutes, la vitesse est supérieure à 50 km/h : le scooter est en infraction.


La lune tourne autour de la terre. Ce mouvement est comparable à celui de la terre autour du soleil.
Quel phénomène est responsable de ces deux mouvements ?
La gravitation est responsable de ces deux mouvements.
Le cartable de Pierre a une masse égale à 6 kg.
Quel instrument utilise-t-on pour mesurer le poids ?
Un dynamomètre mesure l'intensité d'une force.
Quelle valeur indiquera t-il, sachant que l'intensité de la pesanteur sur la terre est g = 10 N/kg ?
P = m g = 6*10 = 60 N.
Sachant que l'intensité de pesanteur est 6 fois plus faible sur la lune que sur la terre, on souhaite comparer le poids du cartable de Pierre sur la lune à son poids sur la terre.
Calculer le poids du cartable sur la lune.
60 / 6 = 10 N, c'est à dire 6 fois plus faible que sur la terre.

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Le coup franc.
Le joueur s'élance et frappe le ballon de masse m = 550 g.
Donner la relation entre le poids, la masse et l'intensité de la pesanteur g = 10 N /kg. Indiquer les unités.
P = m g avec P, poids en newton ( N) et m : masse en kg.
 Convertir la masse du ballon en kg puis calculer le poids du ballon.
550 g = 0,55 kg. P = mg = 0,55*10 = 5,5 N.
La vitesse du ballon varie entre la frappe et l'arrivée au but, celle-ci prend une valeur maximale en vol v = 30 m/s.
Donner l'expression de l'énergie cinétique en précisant les unités. Calculer l'énergie cinétique maximale du ballon.
Ec = ½mv2 avec Ec énergie cinétique en joules, m masse ne kg et v vitesse en m/s.
Ec = 0,5*0,55*302 = 2,475 102 ~2,5 102 J.





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