Collège · 3ᵉ · Physique
Forces et deuxième loi de Newton
Relation entre la résultante des forces et l'accélération
À propos de cette page
Ce devoir surveillé sur « Forces et deuxième loi de Newton » en troisième permet de faire le point sur ses connaissances en physique, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de troisième et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : Interactions et forces : le vecteur force, Le poids : P = m × g, La gravitation universelle, Des forces qui se compensent : le principe d'inertie. 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 troisième en physique.
Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Calculatrice interdite · Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Devoir surveillé · Physique
Forces et deuxième loi de Newton
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Devoir surveillé de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Télécharge le sujet en PDF, travaille sur une feuille sans aide, puis vérifie avec le corrigé téléchargeable ci-dessous.
Exercice 1 — Le poids sur d'autres astres (lecture d'un tableau)
/ 4 pts- Le rover Perseverance a une masse de 1 025 kg.
Calculer le poids du rover sur Terre, puis sur Mars.Astre Terre Lune Mars Jupiter g (N/kg) 9,8 1,6 3,7 24,8 - Quelle est la masse du rover sur Mars ? Expliquer la différence entre masse et poids (unités, instruments, dépendance au lieu).
- Un instrument pèse 39,2 N sur la Lune. Calculer sa masse, puis son poids sur Jupiter.
- À l'aide de la loi de gravitation universelle, expliquer pourquoi g n'a pas la même valeur sur tous les astres.
Exercice 2 — Démarrage d'un métro (tableau de mesures)
/ 4 pts- Une rame de métro de 120 tonnes démarre en ligne droite. On relève sa vitesse :
Décrire les deux phases du mouvement.t (s) 0 5 10 15 20 25 v (m/s) 0 4 8 12 12 12 - Calculer l'accélération pendant la première phase, puis la résultante des forces qui s'exercent sur la rame.
- Pendant la seconde phase, que vaut la résultante ? Que compense alors la force motrice ? Justifier avec une loi du cours.
- Calculer le poids de la rame (g = 9,8 N/kg) et donner les caractéristiques de la force exercée par les rails sur la rame. Quelle longueur auraient les deux flèches avec l'échelle 1 cm ↔ 400 kN ?
Exercice 3 — Chariot et dynamomètre (démarche expérimentale)
/ 4 pts- On tire un chariot sur une piste à frottements négligeables avec un dynamomètre, et l'on mesure son accélération pour plusieurs forces :
Montrer, par le calcul de rapports, que l'accélération est proportionnelle à la force. Quelle loi cette expérience vérifie-t-elle ?F (N) 0,5 1,0 1,5 2,0 a (m/s²) 0,42 0,83 1,25 1,67 - En déduire la masse du chariot.
- Prévoir l'accélération pour une force de 3,5 N.
- On pose une masse de 0,8 kg sur le chariot et l'on tire avec 2,0 N : on mesure a = 1,0 m/s². Ce résultat est-il cohérent ? Justifier par un calcul.
Exercice 4 — Le saut en parachute (raisonnement)
/ 4 pts- Un parachutiste et son équipement ont une masse de 82 kg (g = 9,8 N/kg). Calculer son poids et donner ses quatre caractéristiques.
- À l'instant du saut, la résistance de l'air est négligeable. Faire le bilan des forces, donner la résultante et calculer l'accélération.
- Après une dizaine de secondes, sa vitesse se stabilise à 55 m/s. Quelle est alors la valeur de la résistance de l'air ? Justifier à l'aide du principe d'inertie.
- Il ouvre son parachute : la résistance de l'air atteint 2 460 N. Calculer la résultante et l'accélération. Expliquer pourquoi il ralentit tout en continuant à descendre.
Exercice 5 — Gravitation : Terre et Lune, et prise d'initiative
/ 4 pts- Données : G = 6,67 × 10⁻¹¹ (SI) ; masse de la Terre 5,97 × 10²⁴ kg ; rayon de la Terre 6 370 km ; masse de la Lune 7,35 × 10²² kg ; distance Terre–Lune 384 000 km. Calculer la valeur de la force exercée par la Terre sur la Lune.
- Donner les caractéristiques de la force exercée par la Lune sur la Terre.
- Un élève affirme : « La Terre attire la Lune, mais la Lune n'attire pas la Terre puisqu'elle est beaucoup plus petite. » Corriger cette affirmation et citer un phénomène terrestre qui le prouve.
- À quelle altitude au-dessus du sol un objet pèse-t-il quatre fois moins qu'au sol ? Toute démarche sera valorisée.
Ce contrôle de physique 3ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Forces et deuxième loi de Newton » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Le poids sur d'autres astres (lecture d'un tableau)/ 4 pts
- Exercice 2 — Démarrage d'un métro (tableau de mesures)/ 4 pts
- Exercice 3 — Chariot et dynamomètre (démarche expérimentale)/ 4 pts
- Exercice 4 — Le saut en parachute (raisonnement)/ 4 pts
- Exercice 5 — Gravitation : Terre et Lune, et prise d'initiative/ 4 pts
Notions évaluées
Interactions et forces : le vecteur force, Le poids : P = m × g, La gravitation universelle, Des forces qui se compensent : le principe d'inertie, La deuxième loi de Newton : une résultante non nulle modifie la vitesse, Méthode : faire le bilan des forces.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Forces et deuxième loi de Newton » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de physique de troisième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Forces et deuxième loi de Newton » du programme officiel de physique en troisième, soit Interactions et forces : le vecteur force, Le poids : P = m × g, La gravitation universelle, Des forces qui se compensent : le principe d'inertie.
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