Quiz Mécanique classique : Newton, gravitation et énergie
Teste tes bases en mécanique classique : lois de Newton, gravitation universelle, énergie cinétique, frottement. Onze questions vérifiées avec explications claires.
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Que stipule la deuxième loi de Newton ?
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Q1. Que stipule la deuxième loi de Newton ?
- F = m + a
- F = m × a
- F = m / a
- F = m × v
La force résultante exercée sur un objet égale sa masse multipliée par son accélération (F = m × a). Newton l'a formalisée dans les Principia en 1687.Q2. Quelle est la valeur approximative de l'accélération de la pesanteur à la surface de la Terre ?
- 1,8 m/s²
- 5,4 m/s²
- 9,81 m/s²
- 19,6 m/s²
g vaut environ 9,81 m/s² au niveau de la mer. Cette valeur varie légèrement avec la latitude et l'altitude (un peu moins à l'équateur, davantage aux pôles).Q3. Quelle est la formule de l'énergie cinétique d'un objet en mouvement ?
- Ec = m × v
- Ec = ½ × m × v²
- Ec = m × g × h
- Ec = m × c²
L'énergie cinétique vaut ½ m v². Doubler la vitesse multiplie l'énergie par 4, ce qui explique l'effet dramatique de la vitesse en collision automobile.Q4. Que dit la troisième loi de Newton ?
- L'inertie conserve le mouvement
- Action = réaction
- F = m × a
- L'énergie se conserve
À toute action correspond une réaction égale et opposée. C'est ce principe qui propulse une fusée : les gaz éjectés vers le bas poussent la fusée vers le haut.Q5. Selon la loi de la gravitation universelle, comment varie la force entre deux masses si la distance double ?
- Elle double
- Elle est divisée par 2
- Elle est divisée par 4
- Elle reste identique
La force gravitationnelle varie en 1/d². Si la distance double, elle est divisée par 2² = 4. La constante G vaut environ 6,674 × 10⁻¹¹ N·m²/kg².Q6. Quelle est l'unité d'énergie dans le Système international ?
- Le newton
- Le joule
- Le watt
- Le pascal
Le joule (J) est l'unité d'énergie et de travail. 1 J correspond au travail d'une force de 1 N déplaçant son point d'application de 1 m. Nommé d'après James Prescott Joule.Q7. Quel type de frottement freine un objet qui glisse déjà sur une surface ?
- Le frottement statique
- Le frottement cinétique
- La poussée d'Archimède
- La force normale
Le frottement cinétique (ou dynamique) agit sur un objet en mouvement. Il est généralement un peu plus faible que le frottement statique, qui empêche le démarrage.Q8. Quelle grandeur se conserve toujours dans un système isolé en mécanique classique ?
- La vitesse
- La quantité de mouvement
- L'accélération
- La position
La quantité de mouvement p = m × v se conserve en l'absence de forces externes. C'est la base des collisions élastiques et inélastiques étudiées en mécanique.Q9. Quelle est la formule de l'énergie potentielle de pesanteur ?
- Ep = m × v²
- Ep = m × g × h
- Ep = ½ × k × x²
- Ep = F × d
Ep = m × g × h. Un objet de 1 kg à 10 m de haut possède environ 98,1 J d'énergie potentielle, qui se convertira en énergie cinétique lors de sa chute libre.Q10. Combien de temps met une balle lâchée sans vitesse initiale pour atteindre 19,6 m/s en chute libre (sans air) ?
- 1 seconde
- 2 secondes
- 5 secondes
- 10 secondes
En chute libre, la vitesse augmente de g ≈ 9,81 m/s chaque seconde. Atteindre 19,6 m/s prend donc environ 2 secondes. Galilée avait déjà décrit cette accélération constante.Q11. Quel scientifique a démontré expérimentalement que tous les objets tombent à la même vitesse dans le vide ?
- Aristote
- Galilée
- Newton
- Huygens
Galilée, vers 1600, a montré contre Aristote que la masse n'influence pas la vitesse de chute dans le vide. L'astronaute David Scott l'a vérifié sur la Lune en 1971 avec un marteau et une plume.
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