Physique-Chimie 2de

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Vol d’oiseau
P.244



Exercice corrigé




Vol d’oiseau

APP : Faire un schéma
APP : Extraire l’information utile
MATH : Le modèle du vecteur

Énoncé

Oiseau qui plane


Un oiseau plane en mouvement rectiligne uniforme. Considérons deux forces s’exerçant sur lui : son poids et la portance de l’air. L’étude se fait dans le référentiel terrestre considéré galiléen et on néglige les forces de frottements.

1. Les forces exercées sur l’oiseau se compensent-elles ? Justifier.

2. En déduire une relation entre les valeurs de ces deux forces.

3. Calculer la valeur du poids PP de l’oiseau.

4. En déduire la valeur de la deuxième force.

5. Donner les caractéristiques des deux forces s’exerçant sur l’oiseau. Représenter alors la situation sur un schéma, sans souci d’échelle, en modélisant l’oiseau par un point matériel.

Données

  • Masse de l’oiseau : m=m= 400 g ;
  • Intensité de la pesanteur terrestre : g=g= 9,81 N\cdotkg-1.

Analyse de l'énoncé

1. La réciproque du principe d’inertie est vérifiée.

2. Lorsque l’énoncé demande une relation entre deux éléments, il faut les comparer l’un à l’autre.

3. Utiliser la relation reliant le poids, la masse et l’intensité de la pesanteur terrestre.

4. Utiliser les questions 2 et 3 pour répondre.

5. Les caractéristiques sont la direction, le sens et la norme (ou valeur).


Pour bien répondre

1. Pour justifier cette réponse, citer le principe d’inertie.

3. Penser à convertir la masse en kilogrammes. Bien séparer expression littérale et application numérique. Penser aux chiffres significatifs et à préciser l’unité du résultat.

5. Le modèle du point matériel consiste à simplifier le dessin par un point.

Solution rédigée

1. Si un objet est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme, alors les forces qui s’exercent sur lui se compensent.
Ici l’oiseau est en mouvement rectiligne uniforme, les deux forces qui s’exercent sur lui se compensent.

2. Ces deux forces sont d’intensités égales.

3. On utilise la relation : P=mg.P=m \cdot g.
Application numérique : P=P= 0,400 ×\times 9,81 == 3,92 N.

4. D’après la réponse 3, les valeurs des forces sont égales. La force de l’air sur l’oiseau vaut donc 3,92 N.

5. L’oiseau est soumis à son poids. Les caractéristiques du poids sont :
    ◆ direction : verticale ;
    ◆ sens : vers le bas ;
    ◆ valeur : 3,92 N.

La deuxième force qui compense le poids est la force exercée par l’air sur l’oiseau. Les caractéristiques de cette force sont :
    ◆ direction : verticale ;
    ◆ sens : vers le haut ;
    ◆ valeur : 3,92 N.

Les forces

Voir les réponses

16
Mise en application

Désormais l’oiseau pique en accélérant à la verticale pour attraper une proie.

1. Que dire de la somme des forces qui s’exercent sur l’oiseau ?


2. Comment évolue le vecteur vitesse lors de la descente ?


3. Établir un lien entre les deux questions précédentes.
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