02 - Statique

Question 1

La force est une grandeur … définie par :

Answer 1

• Grandeur vectorielle
• Sa direction, son sens, son pt d’application et sa norme

Question 2

Tension d’un ressort

Answer 2

T = k|∆ℓ| = k|ℓ - ℓ₀|

∆ℓ : dilatation/compression du ressort

ℓ₀ : longueur du ressort à vide

k : coefficient de raideur (N.m^{<span>-1</span>})

Question 3

Poussée d’archimède :

Force particulière que subit un corps plongé en … ou en … dans un fluide (…) soumis à un champ de gravité

1) Caractéristiques
2) Préciser la norme
3) Schéma

Answer 3

• En tout / en partie
• Liquide ou gaz
• ^→π_A=- ρ₀ V_im^→g
• Centre d’inertie / verticale / vers le haut / π_A = ρ₀ V_im g
• ρ₀ : masse volumique du fluide
• V_im: volume du fluide déplacé
• ρ₀ V_im : masse de fluide déplacé

Question 4

Réaction sur un support incliné : condition d’équilibre ?

Answer 4

• Condition d’équilibre : Σ ^→f_ext = ^→0 soit ^→R + ^→P = ^→0

Or ^→R = ^→R_N + ^→f donc ^→P + ^→R_N + ^→f = ^→0

• En projetant cette relation sur (Ox) :
• mg.sinα + f = 0 soit f = mg.sinα
• En projetant sur (Oy) :

- mg.cosα + R_N = 0 soit R_N = mg.cosα

• D’où tanα = sinα/cosα = mg.sinα / mg.cosα = f/R_N

Question 5

Réaction sur un support incliné : méthode du triangle des forces

Answer 5

• La relation ^→P + ^→R_N + ^→f = ^→0 se traduit géométriquement par le triangle rectangle des forces
• Par considération trigonométrique dans le triangle rectangle formé par les 3 vecteurs, on retrouve :

tanα = f/R_N

cosα = R_N/mg

sinα = f/mg

Question 6

Constante de gravitation G

Answer 6

G = 6,67.10^-11 ≈ 20/3.10^-11 m³.kg^-1.s^-2

Question 7

Force gravitationnelle

2 corps A et B exercent l’un sur l’autre des forces d’attraction opposées et dirigées suivant la droite (AB) de valeur proportionnelle aux masses et inversement proportionnelle au carré de leur distance r

1) Donner la force d’attraction de A sur B
2) En déduire la norme

Answer 7

1) ^→F_A/B = - ^→F_B/A = - G m_Am_B/r².^→u
2) F = F_A/B = F_B/A = G M_AM_B/AB²

Question 8

Condition d’application de la loi de gravitation universelle :

S’applique au corps à répartition … comme les planètes

Answer 8

Sphérique de masse

Question 9

Force électrique de Coulomb

2 charges électriques ponctuelles immobiles placées en A et B exercent l’une sur l’autre une force de valeur proportionnelle aux charges et inversement proportionnelle au carré de leur distance r

1) Donner la force électrique qu’exerce A sur B
2) En déduire la norme

Answer 9

1) ^→F_A/B= - ^→F_B/A= Kq_Aq_B/ AB².^→u_AB
2) F = F_A/B= F_B/A = K |q_Aq_B| / AB²

or K = 1 / 4πε₀où ε₀ est la permittivité diélectrique du vide

Question 10

Force électrique de Coulomb

Cas où les charges électiques sont de mêmes signes

Answer 10

q_Aq_B > 0 : ^→F_A/B et ^→F_B/A sont des forces répulsives car q_A et q_B sont de même signe

Question 11

Force électrique de Coulomb

Cas où les charges électiques sont de signe contraire

Answer 11

q_Aq_B < 0 : ^→F_A/B et ^→F_B/A sont des forces attractives car q_A et q_B sont de signe contraire

Question 12

Force de frottement

La force de frottement est la force qui s’… au mouvement d’objets en … Le frottement agit toujours dans la direction … à la direction du mouvement.

Answer 12

• oppose
• contact
• opposée

Question 13

Conditions d’équilibre

• Un système physique soumis à des forces est en équilibre statique si l’ensemble des forces vérifie …
• Si le solide est en mouvement de translation, cette condition est à la fois … et … pour qu’il soit en équilibre
• Si le solide est en mouvement de rotation, cette condition est seulement … mais pas … pour qu’il soit en équilibre

Answer 13

• Σf⃗_ext = 0⃗
• nécessaire / suffisante
• nécessaire / suffisante

Question 14

Interactions fondamentales

Citez-les

Answer 14

Intéraction gravitationnelle, électromagnétique, forte, faible

Question 15

Interaction gravitationnelle

• Interaction la plus … des 4 interactions fondamentales.
• Force toujours … qui agit sur … mais avec une intensité extrêmement …
• S’exerce entre tout corps possédant une …
• Portée … mais son influence diminue quand la distance entre les corps …
• Effets perceptibles que lorsque des objets … sont en jeu (objets astronomiques).
• A l’échelle astronomique, l’interaction gravitationnelle est l’interaction …

Answer 15

• Faible
• Attractive
• Toute forme d’énergie
• Faible
• Masse
• Infinie
• Diminue
• Massifs
• Dominante

Question 16

Interaction électromagnétique

• Force … ou … qui agit sur les objets ayant une …
• 2 objets de même charge se … (force électrostatique répulsive)
• 2 objets de charges opposées se… (force électrostatique attractive)

Answer 16

• Répulsive / attractive / charge électrique
• Se repoussent
• S’attirent

Question 17

Interaction forte

• Permet la cohésion des … en liant protons et neutrons entre eux au …
• Les noyaux ne pourraient pas être … et seraient … sous l’effet de la répulsion électrosatiques des protons entre eux puisqu’ils possèdent la même …
• Portée très … de l’ordre de … n’agit pas en dehors du … Dépend du rapport entre le nb de … et …
• Responsable des …, des … des étoiles et donc du soleil.

Answer 17

• Noyaux atomiques / au sein de ce noyau
• Stables / dissociés
• Charge électrique
• Courte / 2.10^-15 m / noyau
• Protons et neutrons
• Réactions nucléaires / sources d’énergie

Question 18

Interaction faible

• Comme l’interaction forte, elle n’est à prendre en compte que dans les …
• Sa portée est inférieure à …
• Plus faible que l’… , elle agit sur toutes les …
• C’est la seule force à laquelle sont sensibles les …
• Elle peut être … en maintenant associés proton et électron
• Elle peut être … lors de la transmutation d’un neutron en proton au sein d’un noyau

Answer 18

• Noyaux
• 10^-17 m
• Interaction forte / particules
• Neutrinos
• Attractive et répulsive

Question 19

Synthèse : Donner pour chaque cas la force d’interaction dominante et sa nature (attractive ou répulsive)

• Galaxie : 10²³
• Système solaire : 10¹³
• Terre : 10⁷
• Homme : 10⁰
• Molécule : 10^-9
• Atome : 10^-10
• Noyau
• Nucléon

Answer 19

• Galaxie : 10²³ - Gravitationnelle - Attractive
• Système solaire : 10¹³ - Gravitationnelle - Attractive
• Terre : 10⁷- Gravitationnelle - Attractive
• Homme : 10⁰ - Electromagnétique - Attractive / Répulsive
• Molécule : 10^-9 - Electromagnétique - Attractive / Répulsive
• Atome : 10^-10 - Electromagnétique - Attractive / Répulsive
• Noyau : Forte - Attractive
• Nucléon : Forte / Faible - Attractive

Question 20

Electron :

Donner la charge et le poids

Answer 20

-1,6.10^-19 c

9,1.10^-31 kg

Question 21

Proton :

Donner la charge et le poids

Answer 21

+ 1,6.10^-19c

1,67.10^-27kg

Question 22

Neutron :

Donner la charge et le poids

Answer 22

0 c

1,67.10^-27kg

Question 23

Constante K

Answer 23

9.10⁹ N.m².C^-2

Question 24

Les forces de frottement dépendent de la … en contact, ainsi que de la …, de la … et de la … de l’objet en mouvement.

Answer 24

• Nature des matériaux
• Dimension / forme / vitesse

Question 25

Il existe divers types de frottement. ─ Le frottement statique : c’est la force qui empêche un objet ... de se mettre en mouvement. ─ Le frottement cinétique : c’est la force qui ... un objet en mouvement. ─ La résistance de l’air : c’est la force qui ... le mouvement d’un objet dans les airs; elle devient notable à ...

Answer 25

* Immobile * Ralentit * Ralentit / vitesse élevée

Question 26

* L'interaction électromagnétique explique la cohésion des ... en liant le ... des atomes, les électrons et les molécules. * Responsable des ... et des phénomènes de la ... * Interaction dominante de l'échelle ... à l'échelle ... * N'agit qu'entre objets portant une ... * Portée ... mais son influence diminue quand la distance entre les charges ...

Answer 26

* Atomes / noyau * Réactions chimiques / vie quotidienne * Atomique / humaine * Charge électrique * Infinie / augmente