Voici le corrigé détaillé du contrôle sur la deuxième loi de Newton. Chaque réponse précise le raisonnement, les calculs avec leurs unités et les points. Compare ta copie, en particulier pour l’inventaire des forces et le choix de l’axe de projection du corrigé newton.
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La correction détaillée avec le barème : corrigé newton
Correction de l’exercice 1 : Le chariot tiré (5 points)1. Dans un référentiel galiléen, la somme des forces appliquées à un système est égale au produit de sa masse par son vecteur accélération : ΣF = m × a (équivalent à ΣF = Δp ÷ Δt) (1 pt).
2. Les forces de même direction ont des sens opposés : ΣF = F − f = 5,0 − 1,0 = 4,0 N, dans le sens du mouvement (1 pt).
3. a = ΣF ÷ m = 4,0 ÷ 2,0 = 2,0 m/s² (1 pt).
4. v = a × t = 2,0 × 3,0 = 6,0 m/s (1 pt).
5. d = ½ × a × t² = 0,5 × 2,0 × 3,0² = 9,0 m (1 pt).
1. Deux forces : le poids P (vertical, vers le bas, appliqué au centre de gravité) et la réaction normale R du plan (perpendiculaire au plan, vers le haut, sans frottement) (1 pt).
2. Schéma : P vertical vers le bas ; R perpendiculaire au plan, pointant vers l’extérieur du plan, toutes deux issues du centre de la caisse (1 pt).
3. La deuxième loi donne P + R = m × a. Projetée sur Ox (parallèle au plan, vers le bas) : R n’a aucune composante, et Px = P × sin α = m × g × sin α. Donc m × a = m × g × sin α, soit a = g × sin α = 9,8 × sin 30° = 9,8 × 0,50 = 4,9 m/s² (2 pts).
4. v = a × t = 4,9 × 2,0 = 9,8 m/s (1 pt).
5. Non : la masse m se simplifie dans l’égalité m × a = m × g × sin α, donc a est indépendante de la masse (1 pt).
1. Phase 1 : a = Δv ÷ Δt = (2,0 − 0) ÷ 2,0 = +1,0 m/s². Phase 2 : vitesse constante, a = 0. Phase 3 : a = (0 − 2,0) ÷ 2,0 = −1,0 m/s² (1,5 pt).
2. Avec un axe vertical orienté vers le haut : T − m × g = m × a, donc T = m × (g + a), avec m × g = 800 × 9,8 = 7 840 N. Phase 1 : T = 800 × (9,8 + 1,0) = 8,64 × 10³ N. Phase 2 : T = 800 × 9,8 = 7,84 × 10³ N. Phase 3 : T = 800 × (9,8 − 1,0) = 7,04 × 10³ N (3 pts).
3. T est supérieure au poids pendant l’accélération vers le haut, égale au poids à vitesse constante (forces qui se compensent, principe d’inertie), et inférieure au poids pendant le ralentissement (0,5 pt).
1. Δp = m × (vf − vi) = 100 × (8,0 − 2,0) = 6,0 × 10² kg·m/s (1,5 pt).
2. ΣF = Δp ÷ Δt = 600 ÷ 3,0 = 2,0 × 10² N (1,5 pt).
3. a = Δv ÷ Δt = 6,0 ÷ 3,0 = 2,0 m/s² ; ΣF = m × a = 100 × 2,0 = 200 N : on retrouve bien le même résultat (1 pt).
Barème et conseils
| Exercice | Thème | Points |
|---|---|---|
| 1 | Application directe de ΣF = m × a | 5 |
| 2 | Plan incliné | 6 |
| 3 | Ascenseur | 5 |
| 4 | Quantité de mouvement | 4 |
| Total | 20 |
Pour progresser, applique toujours la même méthode : système, référentiel, inventaire des forces, schéma, loi de Newton, projection sur un axe orienté et calcul. Contrôle la cohérence des signes selon le sens de l’axe, et vérifie que les unités (N, kg, m/s²) se correspondent.