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Spécialité Physique-Chimie · Classe de 1ʳᵉ

Lois de Newton

Principe d'inertie, relation fondamentale et interactions — Mouvement et interactions (Spécialité 1re)

À propos de cette page
Cette évaluation sur « Lois de Newton » en première permet de faire le point sur ses connaissances en spécialité physique-chimie, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de première et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : Rappels : forces et vecteurs, Première loi de Newton : le principe d'inertie, Deuxième loi de Newton : la relation fondamentale de la dynamique, Troisième loi de Newton : les actions réciproques. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de première en spécialité physique-chimie.
Évaluation finale · Niveau difficile · Durée 60 min · Noté sur 20
60:00

Évaluation complète de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.

Exercice 1 — Principe d'inertie — analyse de situations

/ 4 pts
  1. Une bille roule sur un sol horizontal sans frottement à 4 m/s. Quel est l'état du mouvement de la bille selon la 1re loi de Newton ? Justifier.
  2. Un avion vole en ligne droite à altitude et vitesse constantes. Donner le bilan des forces et conclure sur leur résultante.
  3. Un glaçon glisse sur une table avec frottement et finit par s'arrêter. La première loi est-elle violée ? Expliquer.

Exercice 2 — Relation fondamentale de la dynamique

/ 5 pts
  1. Un traîneau de masse m = 40 kg est tiré sur la neige horizontale par une force F = 120 N. La force de frottement est f = 40 N. Calculer l'accélération du traîneau.
  2. Le traîneau part du repos. Calculer sa vitesse après 6 s.
  3. Calculer la distance parcourue en 6 s.

Exercice 3 — Plan incliné avec frottement

/ 5 pts
  1. Un bloc de masse m = 3 kg est posé sur un plan incliné à θ = 35° par rapport à l'horizontale. Le coefficient de frottement cinétique est μ = 0,25. g = 10 m/s².
    a) Calculer la réaction normale N.
  2. b) Calculer la force de frottement f.
  3. c) Calculer l'accélération du bloc (en supposant qu'il glisse vers le bas du plan).

Exercice 4 — Troisième loi et système de deux objets

/ 3 pts
  1. Un cheval tire une remorque de 800 kg avec une force de 2400 N. La remorque exerce-t-elle une force sur le cheval ? Si oui, préciser sa valeur et sa direction.
  2. La remorque avance à vitesse croissante. Les frottements exercent 400 N sur la remorque. Calculer l'accélération de la remorque.

Exercice 5 — Chute avec résistance de l'air

/ 3 pts
  1. Une balle de masse m = 0,05 kg tombe dans un fluide avec une résistance f = 0,25 v (v en m/s, f en N). g = 10 m/s².
    a) Écrire l'équation du mouvement (a en fonction de v).
  2. b) Calculer la vitesse limite.
  3. c) Quelle est l'accélération de la balle lorsque sa vitesse vaut 1 m/s ?
✓Corrigé détaillé

Exercice 1 — Principe d'inertie — analyse de situations
Corrigé :
1. Sans frottement, Σ⃗F = ⃗0 : la bille est en MRU à 4 m/s indéfiniment (1re loi).
2. Forces : poids ⃗P (bas), poussée d'Archimède et portance ⃗Pa (haut), traction ⃗T (avant), traînée ⃗f (arrière). Vitesse constante → Σ⃗F = ⃗0 : P = Pa et T = f.
3. Non : la 1re loi s'applique si Σ⃗F = ⃗0. Ici le frottement est une force non nulle → la résultante est non nulle → décélération (2e loi). La 1re loi n'est pas violée, elle ne s'applique simplement pas (système non pseudo-isolé).

Exercice 2 — Relation fondamentale de la dynamique
Corrigé :
1. Σ Fx = F - f = 120 - 40 = 80 N. RFD : a = 80/40 = 2 m/s².
2. v = v₀ + at = 0 + 2 × 6 = 12 m/s.
3. d = v₀t + ½at² = 0 + ½ × 2 × 36 = 36 m.

Exercice 3 — Plan incliné avec frottement
Corrigé :
a) Axe ⊥ plan : N = mg cos(35°) = 3 × 10 × cos(35°) ≈ 3 × 10 × 0,819 = 24,6 N.
b) f = μN = 0,25 × 24,6 ≈ 6,15 N (s'oppose au glissement, donc dirigée vers le haut du plan).
c) Axe le long du plan (positif vers le bas) : Σ F = mg sin(35°) - f = 3×10×0,574 - 6,15 = 17,2 - 6,15 = 11,05 N → a = 11,05/3 ≈ 3,68 m/s² vers le bas du plan.

Exercice 4 — Troisième loi et système de deux objets
Corrigé :
1. Oui, par la 3e loi de Newton, la remorque tire le cheval vers l'arrière avec 2400 N (même norme, sens opposé).
2. RFD sur la remorque : Σ F = 2400 - 400 = 2000 N → a = 2000/800 = 2,5 m/s².

Exercice 5 — Chute avec résistance de l'air
Corrigé :
a) RFD (axe vers le bas) : mg - kv = ma → a = g - (k/m)v = 10 - (0,25/0,05)v = 10 - 5v.
b) vlim : a = 0 → 10 - 5v = 0 → vlim = 2 m/s.
c) a(1) = 10 - 5×1 = 5 m/s².

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