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Exercices d'application : Poids et Réaction Normale

Mettez en pratique vos connaissances sur le poids et la réaction normale avec ces exercices résolus. Entrainez-vous à identifier les forces, à les calculer et à analyser l'équilibre des corps.

Exercice 1 : Livre sur une table

Un livre de masse 1.2 kg est posé sur une table horizontale.

Question : Calculez le poids du livre et la réaction normale exercée par la table.

Solution :

  • Poids : P = m * g = 1.2 kg * 9.81 m/s² = 11.772 N
  • Réaction Normale : Puisque le livre est au repos sur une surface horizontale, N = P = 11.772 N

Exercice 2 : Bloc sur un plan incliné

Un bloc de masse 5 kg repose sur un plan incliné à 25° par rapport à l'horizontale.

Question : Calculez la réaction normale exercée par le plan sur le bloc.

Solution :

  • Poids : P = m * g = 5 kg * 9.81 m/s² = 49.05 N
  • Réaction Normale : N = P * cos(α) = 49.05 N * cos(25°) ≈ 44.46 N

Exercice 3 : Lampe suspendue

Une lampe de masse 0.8 kg est suspendue au plafond par un fil vertical.

Question : Quelle est la tension du fil ? (La tension du fil est la force qu'il exerce pour retenir la lampe)

Solution :

  • Poids : P = m * g = 0.8 kg * 9.81 m/s² = 7.848 N
  • Comme la lampe est immobile (à l'équilibre), la tension du fil compense exactement le poids de la lampe. Donc la tension du fil est T = P = 7.848 N

Exercice 4 : Boîte poussée sur une surface horizontale

Une boite de 10 kg est posée sur le sol, une personne la pousse avec une force horizontal de 20N.

Question : Calculer la valeur de la force de réaction normale du sol sur la boite.

Solution :

  • Poids : P = m * g = 10 kg * 9.81 m/s² = 98.1 N
  • Réaction Normale : N = P = 98.1 N (car la personne ne pousse pas la boite verticalement)

Ce qu'il faut retenir

  • Le poids se calcule toujours avec la formule P = m * g.
  • La réaction normale compense la composante perpendiculaire du poids.
  • Dessiner un diagramme des forces aide à identifier et à calculer les forces.
  • Les forces à l'équilibre se compensent.

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FAQ

  • Si on augmente l'angle d'un plan incliné, comment évolue la réaction normale ?

    Si on augmente l'angle d'un plan incliné, la composante perpendiculaire du poids diminue, et donc la réaction normale diminue également.
  • Pourquoi est-il important de bien identifier toutes les forces agissant sur un objet ?

    Identifier toutes les forces est essentiel pour appliquer correctement les lois de Newton et déterminer l'équilibre ou le mouvement de l'objet. Oublier une force peut conduire à des résultats incorrects.