Exercices de Physique-Chimie : Les lois de Newton

Une caisse de masse $m = 20\text{ kg}$ est posée sur un sol horizontal. Une force horizontale $F$ est appliquée sur la caisse, compensant exactement les forces de frottement. La caisse se déplace en ligne droite à une vitesse constante de $v = 2,0\text{ m.s}^{-1}$. On donne l'intensité de la pesanteur $g = 9,8\text{ m.s}^{-2}$. Déterminer la somme vectorielle des forces $\sum \vec{F}$ appliquées à la caisse.

Un palet de masse $m = 200\text{ g}$ est lancé sur une table horizontale parfaitement lisse (sans frottements). À l'instant $t_0 = 0\text{ s}$, on applique une force horizontale constante $\vec{F}$ d'intensité $F = 0,50\text{ N}$ au palet. On étudie le mouvement dans un référentiel terrestre supposé galiléen. Déterminer la valeur de l'accélération $a$ du palet, puis calculer la distance $d$ parcourue par le palet au bout d'une durée de $\Delta t = 2,0\text{ s}$, sachant que le palet est initialement immobile ($v_0 = 0\\text{ m}\\\\\cdot\\text{s}^{-1}$).

Un solide de masse $m = 2,0\ \text{kg}$ est lâché sans vitesse initiale au sommet d'un plan incliné faisant un angle de $\alpha = 30^\circ$ avec l'horizontale. La longueur du plan est $L = 5,0\ \text{m}$. Il existe une force de frottement exercée par le plan sur le solide, modélisée par un vecteur force $\vec{f}$ colinéaire au déplacement et opposé à celui-ci, d'intensité constante $f = 4,0\ \text{N}$. On prendra $g = 9,8\ \text{m}\cdot\text{s}^{-2}$. Calculez la valeur de l'accélération $a$ du solide lors de sa descente, puis la vitesse $v$ du solide à la base du plan.