Mécanique : Moment d'inertie et Forces
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Questions and Answers

Quelle est la formule du moment d'inertie ?

  • I = m imes a^2
  • I = r^2 imes a
  • I = m imes r
  • I = m imes r^2 (correct)

    • Quel est l'effet d'un moment d'inertie élevé sur la rotation d'un objet ?

  • Il facilite la rotation de l'objet.
  • Il complique la rotation ou l'arrêt de l'objet. (correct)
  • Il n'a aucun effet sur la rotation.
  • Il rend l'objet plus léger.

    • Quel facteur influe le plus sur le calcul du moment d'inertie ?

  • La force appliquée
  • La masse de l'objet
  • Le rayon de giration (correct)
  • La vitesse de rotation

    • Comment la position des segments d'un système affecte-t-elle le moment d'inertie ?

    <p>Elle le modifie selon la distance des segments à l'axe de rotation.</p> Signup and view all the answers

    Que se passe-t-il si l'on rapproche les masses segmentaires de l'axe de rotation ?

    <p>On réduit le moment d'inertie.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la définition de la force ?

    <p>C'est un agent qui cause ou tend à causer un mouvement ou une déformation.</p> Signup and view all the answers

    Quels types de forces existent hormis les externes ?

    <p>Les forces internes.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle d'une force dans un système ?

    <p>Elle peut changer la vitesse de translation ou de rotation.</p> Signup and view all the answers

    Quelle formule est utilisée pour calculer le poids d'un objet ?

    <p>$P = m * g$ où $g=9.81 m/s^2$.</p> Signup and view all the answers

    Quels éléments composent un levier ?

    <p>Des forces, un point d'appui et des longueurs.</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les caractéristiques d'une force externe ?

    <p>Elle représente l'action d'autres systèmes sur le système considéré.</p> Signup and view all the answers

    Quel type de levier a le point d'appui entre la force et la résistance ?

    <p>Le levier inter-appui.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'unité de mesure de la force ?

    <p>Newton (N).</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la valeur de l'énergie totale à l'arrivée au col du Lautaret ?

    <p>1423697,57 J</p> Signup and view all the answers

    Quelle formule représente la conservation de l'énergie mécanique totale ?

    <p>Etot = E p + Ec = m × g × hG + 1/2 m × v²</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la vitesse de Jean Paul au col du Lautaret en mètres par seconde ?

    <p>29,81 m/s</p> Signup and view all the answers

    Quel est le poids de Jean Paul en Newtons, sachant que sa masse est de 69 kg ?

    <p>592,29 N</p> Signup and view all the answers

    À quelle altitude se trouve le col du Galibier ?

    <p>2103,29 m</p> Signup and view all the answers

    Comment la force est-elle définie dans le contexte de la biomécanique ?

    <p>Comme toute cause capable de produire ou de modifier un mouvement.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'unité de mesure de l'énergie dans le système international ?

    <p>Joule (J)</p> Signup and view all the answers

    Quel élément n'est pas nécessaire pour définir une force ?

    <p>Un déplacement</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle du bras de levier dans le calcul du moment?

    <p>Il est la distance entre la force et le point de pivot.</p> Signup and view all the answers

    Quelle équation représente la somme des moments pour un système en équilibre?

    <p>F x d1 = R x d2</p> Signup and view all the answers

    Comment se calcule la force FM dans le contexte donné?

    <p>FM = 18,70 / 0,03</p> Signup and view all the answers

    Quelles forces sont prises en compte dans le bilan de forces d'un système de skieuse et skis?

    <p>Le poids de la skieuse et des skis.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le résultat de la somme des moments dans un système en équilibre?

    <p>Elle est égale à zéro.</p> Signup and view all the answers

    Quel élément n'est pas inclus dans le bilan de forces d'une skieuse?

    <p>La vitesse de la skieuse.</p> Signup and view all the answers

    Comment la force de frottement affecte-t-elle la skieuse sur la neige?

    <p>Elle diminue la vitesse de la skieuse.</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle des lois de Newton dans le bilan de forces?

    <p>Elles expliquent comment les forces interagissent.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet d'une diminution du moment d’inertie sur la rotation?

    <p>Cela facilite la rotation.</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation décrit mieux l'action et la réaction entre le garçon et le bateau?

    <p>Les pieds du garçon exercent une force sur le bateau et vice versa.</p> Signup and view all the answers

    Quelle phrase traduit le mieux la loi de Newton selon l'exemple donné?

    <p>Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée.</p> Signup and view all the answers

    Comment la déformation d'une balle de golf affecte-t-elle son mouvement?

    <p>Elle permet un meilleur contact avec le club.</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi est-il important de comprendre le moment d’inertie en physique?

    <p>Il aide à prédire le comportement des objets en rotation.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage mécanique (AM) d'un haltérophile qui soulève une barre de 30 kg avec une force de 300 N ?

    <p>0.981</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal du levier inter-moteur ?

    <p>Favoriser la vitesse</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation concernant l'avantage mécanique est correcte ?

    <p>L'AM indique combien de fois une force peut être multipliée.</p> Signup and view all the answers

    Quel levier est très rare dans le corps humain et favorise la force ?

    <p>Le levier inter-résistant</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la première loi de Newton ?

    <p>Principe d'inertie</p> Signup and view all the answers

    Dans quelle condition l'AM d'un système est-il inférieur à 1 ?

    <p>Lorsque la force résistance est supérieure à la force motrice.</p> Signup and view all the answers

    Dans le système d'un levier, où se trouve le point d'application de la résistance dans un levier inter-résistant ?

    <p>Entre le point d'appui et l'effort musculaire.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'affirmation correcte concernant la deuxième loi de Newton ?

    <p>Elle définit la force comme étant égale à la masse multipliée par l'accélération.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Biomécanique des APSA - CM7

    • Cours du semestre 3
    • Le sujet portait sur les énergies

    Energies (Fin CM 6)

    • Un cycliste descend du Col du Galibier au Col du Lautaret sans freiner.
    • À l'arrivée au Col du Lautaret (2058m), sa vitesse est de 107,32 km/h.
    • Objectif : Calculer l'altitude du Col du Galibier en utilisant la loi de conservation de l'énergie.
    • La masse du cycliste est de 69 kg.
    • Les pertes d'énergie sont négligées.

    Calcul de l'altitude

    • L'énergie mécanique totale est constante.
    • L'énergie mécanique totale (Etot) est égale à la somme de l'énergie potentielle (Ep) et de l'énergie cinétique (Ec).
    • Etot = Ep + Ec = mgh + (1/2)mv²
    • On utilise l'équation à l'arrivée, au Col du Lautaret :
    • Etot = 69 * 9.81 * 2058 + (1/2) * 69 * 29.81²
    • Etot = 1393039,62 J + 30657,95 J = 1423697,57 J
    • Au Col du Galibier (altitude inconnue = hG), l'énergie totale est la même, donc
    • Etot = mghG
    • 1423697.57 = 69 * 9.81 * hG
    • hG = 2103.29 m

    Forces et leviers

    • Une force est une cause capable de produire ou de modifier un mouvement.
    • Une force est représentée par un vecteur : point d'application, direction, sens et intensité (norme).

    Rôles d'une force

    • Déformer les matériaux
    • Faire changer la vitesse de translation d'un objet
    • Faire changer la vitesse de rotation d'un objet

    Forces développées lors d'un swing/saut vertical

    • Données sur les forces, graphiques et données.

    Distinction entre masse et poids

    • La masse est une propriété fondamentale exprimée en kilogrammes (kg).
    • Le poids est le produit de la masse par l'accélération due à la gravité (9,81 m/s²) et s'exprime en Newtons (N).
    • (Poids = masse * gravité)

    Les leviers

    • Un levier implique forces, points d'appui et longueurs (bras de levier).
    • Il existe trois types de leviers: inter-appui, inter-résistant et inter-moteur.

    Le levier inter-appui

    • Le point d'appui se situe entre l'effort musculaire et la résistance (ou poids).
    • Favorise l'équilibre.
    • Rare dans le corps humain.

    Le levier inter-résistant

    • La résistance (ou poids) se situe entre le point d'appui et l'effort musculaire.
    • Favorise la force.
    • Très rare dans le corps humain.

    Le levier inter-moteur

    • L'effort musculaire se situe entre le point d'appui et la résistance (ou poids).
    • Favorise la vitesse.
    • Fréquent dans le corps humain.

    Avantage mécanique

    • L'avantage mécanique (AM) indique combien de fois une force motrice peut être multipliée par un système
    • AM = Force résistante / Force motrice
    • Exemple: calcul de l'AM lors d'une levée de haltère

    Lois de Newton

    • 1ère loi de Newton (inertie): Un corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme à moins qu'il ne soit soumis à une force. • 2ème loi de Newton (fondamentale de la dynamique): La force nette agissant sur un corps est égale au produit de sa masse et de son accélération (F = ma). • 3ème loi de Newton (action-réaction): Pour toute action, il y a une réaction égale et opposée.

    Moment de force

    • Le moment d'une force exprime sa capacité à faire tourner un objet autour d'un axe.
    • Moment = force * bras de levier (distance perpendiculaire entre l'axe de rotation et la ligne d'action de la force).

    Bilan de forces

    • Procédure pour établir un bilan de forces d'un système.

    Moment d’inertie

    • Quantifie la résistance d'un corps à une mise en rotation.
    • I = m * r² (produit de la masse et au carré du rayon de giration)

    Rayon de giration

    • Distance entre l'axe de rotation et le point où se trouve la masse.

    • Changer la position des segments modifie le moment d'inertie.

    • Information sur les crédits et des images.

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    Description

    Ce quiz explore les concepts de moment d'inertie et de forces en mécanique. Il couvre des questions clés sur la définition, le calcul du moment d'inertie, ainsi que le rôle des forces dans un système. Testez vos connaissances sur ces notions fondamentales de la physique.

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