v1 · padrão canônico
Leçon 28 — Applications des vecteurs en physique
Forces, déplacement, vitesse, accélération. Décomposition sur une rampe. Équilibre statique.
Used in: 1.º ano do EM (16 anos) · Equiv. Physik Klasse 10 alemã · Equiv. Physics I japonês · H2 Physics singapurense
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Vecteurs en mécanique
Principes fondamentaux
- Équilibre statique : (objet au repos ou en MRU).
- 2ᵉ loi de Newton : .
- Décomposition : pour une rampe d'inclinaison , la gravité se projette en parallèle (descente) et normal.
Travail et énergie
- Travail : .
- Puissance : .
Cinématique vectorielle
- Position : .
- Vitesse : .
- Accélération : .
Pour un mouvement uniformément accéléré :
Exercise list
30 exercises · 7 with worked solution (25%)
Application 20Modeling 10
- Ex. 28.1ApplicationRésultante de N et N.
- Ex. 28.2ApplicationPour l'équilibre, avec , . Calculez .
- Ex. 28.3ApplicationMasse de 10 kg sur une rampe à 30°. Force parallèle à la rampe (gravité) : = ?
- Ex. 28.4ApplicationMasse en chute libre : , .
- Ex. 28.5ApplicationBloc sur rampe lisse à 45°. Accélération en glissant : .
- Ex. 28.6ApplicationAnswer keyVitesse résultante d'un bateau km/h sur un fleuve à courant km/h.
- Ex. 28.7ApplicationTemps pour traverser un fleuve de 800 m : ne dépend que de km/h.
- Ex. 28.8ApplicationTravail de N pour déplacer un objet de m.
- Ex. 28.9ApplicationTravail d'une force perpendiculaire au déplacement : nul.
- Ex. 28.10ApplicationPour un câble tirant N à 30° au-dessus de l'horizontale sur un chariot qui se déplace de m :
- Ex. 28.11ApplicationAnswer keyAccélération moyenne : . Pour , , s : ?
- Ex. 28.12ApplicationTrajectoire d'un projectile sous avec .
- Ex. 28.13ApplicationTemps de vol d'un projectile lancé à 45° avec m/s.
- Ex. 28.14ApplicationAnswer keyPortée horizontale du même projectile.
- Ex. 28.15ApplicationHauteur maximale du projectile.
- Ex. 28.16ApplicationBloc sur rampe avec frottement : force de frottement contre le mouvement.
- Ex. 28.17ApplicationPour quel le bloc commence-t-il à glisser (frottement statique ) ? .
- Ex. 28.18ApplicationVecteur unitaire dans la direction du mouvement .
- Ex. 28.19ApplicationDécomposition de N selon une rampe à : le long, normal.
- Ex. 28.20ApplicationEn équilibre, treillis simple : nœud à 3 forces. Calculer les tensions.
- Ex. 28.21ModelingAnswer keyAvion à 800 km/h cap au nord avec vent de 100 km/h d'est. Vitesse résultante (module + angle).
- Ex. 28.22ModelingAnswer keyPour que l'avion ci-dessus aille au nord vrai, quel cap doit-il tenir ?
- Ex. 28.23ModelingAnswer keyPlan incliné 20°, masse 5 kg, frottement . Force parallèle nette ?
- Ex. 28.24ModelingFunambule sur corde, poids N. Tension de chaque côté de la corde quand elle fait un angle de avec l'horizontale.
- Ex. 28.25ModelingTreillis en V inversé avec 2 câbles soutenant 1000 kg, chaque câble à de la verticale. Tension dans chaque câble.
- Ex. 28.26ModelingAnswer keyVoiture en virage : force centripète pointe vers le centre. Pour 1 000 kg à 60 km/h sur un virage de rayon 100 m :
- Ex. 28.27ModelingFusée lancée à 60° avec m/s. Trajectoire vectorielle .
- Ex. 28.28ModelingDrone avec poussée vers le haut contre poids et vent horizontal . Résultante.
- Ex. 28.29ModelingVéhicule électrique en montée : moteur + frottement + gravité parallèle = .
- Ex. 28.30ModelingDans les jeux vidéo, le projectile obéit aux équations vectorielles — implémenter la mise à jour , .
Sources de cette leçon
- University Physics (Volume 1) — OpenStax · 2016 · EN · CC-BY · ch. 4-6 : cinématique vectorielle et lois de Newton. Source principale.
- Linear Algebra Done Right — Sheldon Axler · 2024, 4ᵉ éd · EN · CC-BY-NC · ch. 1 : vecteurs en géométrie.
- Active Calculus — Matt Boelkins · 2024, éd. 2.0 · EN · CC-BY-NC-SA · ch. 9 : calcul vectoriel.