Calcul de l'Impulsion d'une Force: Exemples et Exercices

Exemple 1: Force constante

Une force constante de 50 N est appliquée sur un objet pendant 0.2 secondes. Calculez l'impulsion de cette force. Solution: I = F * Δt = 50 N * 0.2 s = 10 N·s L'impulsion est de 10 N·s.

Exemple 2: Variation de la quantité de mouvement

Un chariot de 2 kg se déplace à une vitesse de 3 m/s. Une force est appliquée, et sa vitesse devient 7 m/s. Calculez l'impulsion appliquée. Solution: Δp = m * (v_f - v_i) = 2 kg * (7 m/s - 3 m/s) = 2 kg * 4 m/s = 8 kg·m/s L'impulsion est de 8 kg·m/s.

Exercice 1

Une balle de tennis de masse 0.057 kg est frappée avec une raquette. La vitesse de la balle passe de 20 m/s à 40 m/s dans la direction opposée. Quelle est l'impulsion subie par la balle? Aide: N'oubliez pas de tenir compte du changement de direction, ce qui implique un signe négatif pour la vitesse initiale (ou finale). Solution: Δp = m * (v_f - v_i) = 0.057 kg * (40 m/s - (-20 m/s)) = 0.057 kg * 60 m/s = 3.42 kg·m/s L'impulsion est de 3.42 kg·m/s.

Exercice 2

Un palet de hockey de 0.16 kg, initialement au repos, est frappé par un joueur. La force exercée sur le palet est de 120 N pendant 0.01 secondes. Quelle est la vitesse du palet après l'impact? Solution: I = F * Δt = 120 N * 0.01 s = 1.2 N·s Δp = I = 1.2 kg·m/s m * v_f = 1.2 kg·m/s (puisque la vitesse initiale est nulle) v_f = 1.2 kg·m/s / 0.16 kg = 7.5 m/s La vitesse du palet après l'impact est de 7.5 m/s.

Ce qu'il faut retenir

• Pour calculer l'impulsion, utilisez I = F * Δt si la force est constante.
• L'impulsion est égale à la variation de la quantité de mouvement: I = Δp = m * (v_f - v_i)
• Analysez attentivement les problèmes pour identifier les forces, les temps et les vitesses impliqués.
• N'oubliez pas de prendre en compte la direction des vitesses (signes + et -).