Lycée · 1ʳᵉ · Spécialité Physique-Chimie
Lois de Newton
Principe d'inertie, relation fondamentale et interactions — Mouvement et interactions (Spécialité 1re)
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Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 37 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 12 questions
La première loi de Newton concerne :
- A. La relation F=ma
- B. L'équilibre ou le mouvement rectiligne uniforme
- C. Les actions réciproques
- D. La chute libre
Réponse
B. L'équilibre ou le mouvement rectiligne uniforme — La 1re loi dit : si Σ⃗F = ⃗0, le système est au repos ou en MRU.
Quelle est l'unité de force dans le SI ?
- A. Kilogramme (kg)
- B. Pascal (Pa)
- C. Newton (N)
- D. Joule (J)
Réponse
C. Newton (N) — La force se mesure en newtons (N).
Un objet est en mouvement rectiligne uniforme. Que peut-on dire de la résultante des forces ?
- A. Elle est maximale
- B. Elle est nulle
- C. Elle est égale à son poids
- D. Elle est proportionnelle à la vitesse
Réponse
B. Elle est nulle — MRU → Σ⃗F = ⃗0 (1re loi de Newton).
La masse d'un objet est :
- A. Une force en N
- B. Une quantité de matière en kg
- C. Une vitesse en m/s
- D. Une énergie en J
Réponse
B. Une quantité de matière en kg — La masse est la quantité de matière, mesurée en kilogrammes.
Le poids d'un objet de 3 kg (g = 10 m/s²) est :
- A. 3 N
- B. 10 N
- C. 30 N
- D. 0,3 N
Réponse
C. 30 N — P = mg = 3 × 10 = 30 N.
La relation fondamentale de la dynamique s'écrit :
- A. Σ⃗F = mv
- B. Σ⃗F = m⃗a
- C. ⃗a = ⃗F/m²
- D. Σ⃗F = m/a
Réponse
B. Σ⃗F = m⃗a — Σ⃗F = m⃗a est la 2e loi de Newton.
Un objet au repos sur une table est soumis à :
- A. Son poids uniquement
- B. La réaction de la table uniquement
- C. Son poids et la réaction de la table
- D. Aucune force
Réponse
C. Son poids et la réaction de la table — Équilibre : poids vers le bas et réaction normale vers le haut, de même norme.
Selon la 3e loi de Newton, si A tire B avec 10 N, alors :
- A. B ne tire pas A
- B. B tire A avec 5 N
- C. B tire A avec 10 N en sens opposé
- D. B tire A avec 20 N
Réponse
C. B tire A avec 10 N en sens opposé — Même norme (10 N), sens opposé → B tire A avec 10 N.
Un système pseudo-isolé est un système où :
- A. Il n'y a aucune force
- B. Les forces se compensent
- C. La vitesse est nulle
- D. L'accélération est maximale
Réponse
B. Les forces se compensent — Pseudo-isolé : les forces s'appliquent mais leur somme vectorielle est nulle.
Une force est caractérisée par :
- A. Sa valeur uniquement
- B. Sa direction uniquement
- C. Son point d'application, sa direction, son sens et sa norme
- D. Sa norme et son sens uniquement
Réponse
C. Son point d'application, sa direction, son sens et sa norme — Un vecteur force a 4 caractéristiques : point d'application, direction, sens et norme.
Dans quel référentiel les lois de Newton s'appliquent-elles ?
- A. Tout référentiel
- B. Un référentiel galiléen
- C. Un référentiel non-galiléen
- D. Le référentiel du Soleil uniquement
Réponse
B. Un référentiel galiléen — Les lois de Newton s'appliquent dans un référentiel galiléen (inertiel).
Quelle est l'accélération d'un objet de 5 kg soumis à une force de 15 N ?
- A. 75 m/s²
- B. 3 m/s²
- C. 0,33 m/s²
- D. 10 m/s²
Réponse
B. 3 m/s² — a = F/m = 15/5 = 3 m/s².
Niveau moyen — 12 questions
Un objet de 8 kg accélère de 2 m/s². La résultante des forces est :
- A. 4 N
- B. 16 N
- C. 10 N
- D. 6 N
Réponse
B. 16 N — F = ma = 8 × 2 = 16 N.
Un bloc de 5 kg est tiré avec 30 N et frotté avec 5 N. Son accélération est :
- A. 7 m/s²
- B. 5 m/s²
- C. 6 m/s²
- D. 1 m/s²
Réponse
B. 5 m/s² — a = (30-5)/5 = 25/5 = 5 m/s².
Sur un plan incliné à 30° sans frottement, l'accélération d'un bloc est (g=10 m/s²) :
- A. 8,66 m/s²
- B. 5 m/s²
- C. 10 m/s²
- D. 3,33 m/s²
Réponse
B. 5 m/s² — a = g sin(30°) = 10 × 0,5 = 5 m/s².
Un ascenseur de 500 kg monte avec a = 2 m/s² (g=10 m/s²). La tension du câble est :
- A. 4000 N
- B. 5000 N
- C. 6000 N
- D. 1000 N
Réponse
C. 6000 N — T = m(g+a) = 500 × 12 = 6000 N.
Deux forces de 6 N et 8 N sont perpendiculaires. La résultante est :
- A. 14 N
- B. 2 N
- C. 10 N
- D. 48 N
Réponse
C. 10 N — ||R|| = √(6²+8²) = √(100) = 10 N.
Un objet de 3 kg tombe en chute libre. Son accélération (g=9,8 m/s²) est :
- A. 3 m/s²
- B. 9,8 m/s²
- C. 29,4 m/s²
- D. 0 m/s²
Réponse
B. 9,8 m/s² — En chute libre, a = g = 9,8 m/s² quelle que soit la masse.
Un camion de 5000 kg roule à vitesse constante. La résultante des forces horizontales est :
- A. 49 000 N
- B. 5000 N
- C. 0 N
- D. Non définie
Réponse
C. 0 N — Vitesse constante → 1re loi → Σ⃗F = ⃗0.
La force de frottement cinétique sur un bloc (N=40 N, μ=0,3) est :
- A. 40 N
- B. 12 N
- C. 133 N
- D. 0,3 N
Réponse
B. 12 N — f = μN = 0,3 × 40 = 12 N.
Lorsqu'un objet atteint sa vitesse limite dans un fluide, son accélération est :
- A. Maximale
- B. Nulle
- C. Égale à g
- D. Négative
Réponse
B. Nulle — À v_lim, Σ⃗F = 0 → a = 0.
Un fil tire un bloc de 4 kg avec T = 20 N sur sol horizontal sans frottement. L'accélération est :
- A. 80 m/s²
- B. 5 m/s²
- C. 0,2 m/s²
- D. 24 m/s²
Réponse
B. 5 m/s² — a = T/m = 20/4 = 5 m/s².
La paire action-réaction concerne toujours :
- A. Le même objet
- B. Deux objets différents
- C. Un objet et le sol uniquement
- D. Deux forces de même sens
Réponse
B. Deux objets différents — La 3e loi de Newton implique toujours deux objets distincts.
Un enfant de 30 kg saute d'un skate de 2 kg en arrière. Si le skate prend une vitesse de 3 m/s vers l'avant, la variation de vitesse de l'enfant est dirigée vers :
- A. L'avant
- B. L'arrière
- C. Le haut
- D. Vers zéro
Réponse
B. L'arrière — Par la 3e loi, l'enfant est poussé vers l'arrière.
Niveau difficile — 13 questions
Un objet en MRU est nécessairement :
- A. Soumis à une seule force
- B. Soumis à aucune force
- C. Soumis à des forces dont la résultante est nulle
- D. Soumis à son poids uniquement
Réponse
C. Soumis à des forces dont la résultante est nulle — MRU → Σ⃗F = ⃗0, mais plusieurs forces peuvent agir si elles se compensent.
Un bloc de 6 kg glisse sur un plan à 45° avec μ=0,1 (g=10). L'accélération du bloc est :
- A. 6,37 m/s²
- B. 10 m/s²
- C. 7,07 m/s²
- D. 0 m/s²
Réponse
A. 6,37 m/s² — a = g(sin45°-μcos45°) = 10(0,707-0,0707) ≈ 6,36 m/s².
Dans le système Atwood (deux masses m1 et m2 > m1 liées par un fil sur une poulie idéale), l'accélération est :
- A. (m2-m1)g / (m1+m2)
- B. (m1+m2)g / (m2-m1)
- C. g uniquement
- D. (m2-m1)/(m1+m2)
Réponse
A. (m2-m1)g / (m1+m2) — RFD appliquée aux deux masses séparément : a = (m2-m1)g/(m1+m2).
La 3e loi de Newton implique que la Terre attire la pomme avec la même force que :
- A. La pomme repousse la Terre
- B. La pomme attire la Terre
- C. Le sol attire la pomme
- D. L'air pousse la pomme
Réponse
B. La pomme attire la Terre — La pomme attire la Terre avec la même force (P de la pomme = force exercée par la pomme sur la Terre).
Pourquoi la Terre ne se déplace-t-elle pas quand on lui applique une force identique à celle qu'elle exerce sur nous ?
- A. Parce que la Terre est immobile par définition
- B. Parce que sa masse est immense donc son accélération est infime
- C. Parce que la force est trop petite
- D. Parce que la 3e loi ne s'applique pas à la Terre
Réponse
B. Parce que sa masse est immense donc son accélération est infime — a = F/m : la masse de la Terre (~6×10²⁴ kg) rend son accélération négligeable.
Un bloc de 5 kg est sur un bloc de 10 kg, eux-mêmes sur sol lisse. F=30 N appliqué au bloc du bas. La force sur le bloc du haut est :
- A. 30 N
- B. 10 N
- C. 15 N
- D. 0 N
Réponse
B. 10 N — a_sys = 30/15 = 2 m/s². Force sur bloc haut = m_haut × a = 5 × 2 = 10 N.
Un objet en mouvement circulaire uniforme (MCU) est :
- A. Soumis à aucune force
- B. Pseudo-isolé
- C. Soumis à une force centripète non nulle
- D. En mouvement rectiligne uniforme
Réponse
C. Soumis à une force centripète non nulle — En MCU, la direction de ⃗v change → ⃗a ≠ ⃗0 → Σ⃗F ≠ ⃗0 (force centripète).
Un objet subit f = kv² de frottement. À vitesse limite : mg = kv², donc v_lim =
- A. mg/k
- B. √(mg/k)
- C. k/mg
- D. √(k/mg)
Réponse
B. √(mg/k) — mg = kv² → v = √(mg/k).
Un référentiel lié à un train en freinage est :
- A. Galiléen
- B. Non-galiléen
- C. Toujours galiléen si horizontal
- D. Galiléen si la voie est droite
Réponse
B. Non-galiléen — Un référentiel en accélération (freinage) est non-galiléen : les lois de Newton brutes n'y sont pas valides.
Deux forces F1=10 N nord et F2=10 N est agissent sur un objet de 2 kg. L'accélération est :
- A. 5 m/s² nord
- B. 7,07 m/s² nord-est
- C. 10 m/s² nord-est
- D. 5√2 m/s² nord-est
Réponse
D. 5√2 m/s² nord-est — ||Σ F|| = √(100+100) = 10√2 N → a = 10√2/2 = 5√2 ≈ 7,07 m/s² vers le nord-est.
La condition d'équilibre d'un objet soumis à 3 forces coplanaires non parallèles implique :
- A. Que les 3 forces soient égales
- B. Que leur somme vectorielle soit nulle
- C. Qu'elles soient toutes horizontales
- D. Qu'elles aient la même direction
Réponse
B. Que leur somme vectorielle soit nulle — Σ⃗F = ⃗0 est la condition d'équilibre quelle que soit la configuration des forces.
Un bloc de 2 kg est accroché à un fil et tourne en cercle horizontal (rayon 0,5 m) à 2 tours/s. La force centripète est :
- A. 8π² N
- B. 16π² N
- C. 4π² N
- D. 2π N
Réponse
B. 16π² N — F = mω²r = 2 × (4π)² × 0,5 = 2 × 16π² × 0,5 = 16π² ≈ 158 N.
Lors d'un freinage d'urgence, un passager ressent une force vers l'avant. Cette force est :
- A. Réelle, exercée par la ceinture
- B. Une force fictive due au référentiel non-galiléen
- C. La 3e loi de Newton
- D. La force centrifuge réelle
Réponse
B. Une force fictive due au référentiel non-galiléen — Dans le référentiel du véhicule (non-galiléen), on ressent une force d'inertie fictive. La force réelle est celle de la ceinture vers l'arrière.
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