Exercices sur les Lois de Newton
Mécanique – 2ème BAC Sciences de la Vie et la Terre SVT
Exercice 1 : Principe d’Inertie
Un livre est posé sur une table inclinée à 30°. Pourquoi ne glisse-t-il pas ?
Solution :
Les forces se compensent (réaction normale + frottements = composante du poids). ΣF = 0 ⇒ pas de mouvement (1ère loi).
Exercice 2 : Calcul de force
Quelle force faut-il appliquer à un objet de 5 kg pour lui communiquer une accélération de 2 m/s² ?
Solution :
\[ F = m \times a = 5 \times 2 = 10\ \text{N} \]
Exercice 3 : Action-Réaction
Un nageur pousse l’eau vers l’arrière avec ses mains. Expliquez pourquoi il avance.
Solution :
D’après la 3ème loi, l’eau exerce une force égale et opposée sur le nageur (réaction) qui le propulse vers l’avant.
Exercice 4 : Plan incliné
Un bloc de 2 kg glisse sans frottement sur un plan incliné à 20°. Calculez son accélération.
Solution :
\[ a = g \times \sin(20°) \approx 9.8 \times 0.342 \approx 3.35\ \text{m/s}^2 \]
Exercice 5 : Système de poulies
Deux masses (m1=2kg, m2=5kg) sont reliées par une corde sur une poulie. Calculez l’accélération.
Solution :
\[ a = \frac{(m_2 – m_1)g}{m_1 + m_2} = \frac{3 \times 9.8}{7} \approx 4.2\ \text{m/s}^2 \]
Exercice 6 : Frottements
Une voiture de 1200 kg freine avec une décélération de 5 m/s². Quelle est la force de frottement ?
Solution :
\[ F = m \times a = 1200 \times 5 = 6000\ \text{N} \]
Exercice 7 : Gravité
Calculez le poids d’un astronaute de 70 kg sur la Lune (gLune=1,6 m/s²).
Solution :
\[ P = m \times g_{Lune} = 70 \times 1.6 = 112\ \text{N} \]
Exercice 8 : Tension de câble
Un ascenseur de 500 kg monte avec une accélération de 2 m/s². Calculez la tension du câble.
Solution :
\[ T – P = m \times a \Rightarrow T = m(g + a) = 500(9.8 + 2) = 5900\ \text{N} \]
Exercice 9 : Force centripète
Une voiture de 800 kg prend un virage de rayon 50 m à 20 m/s. Quelle force centripète ?
Solution :
\[ F = \frac{mv^2}{r} = \frac{800 \times 20^2}{50} = 6400\ \text{N} \]
Exercice 10 : Interaction Terre-Lune
La Terre attire la Lune avec une force F. Quelle est la force de la Lune sur la Terre ?
Solution :
D’après la 3ème loi de Newton, la Lune exerce une force égale et opposée -F sur la Terre (même intensité, direction opposée).
