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Physique-chimie (spécialité) · TerminaleBac

Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme : quiz de Tle

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Dans un champ de pesanteur uniforme, la seule force est le poids P⃗=mg⃗\vec P = m\vec g : le principe fondamental de la dynamique donne a⃗=g⃗\vec a = \vec g, indépendante de la masse 4.
  • La trajectoire dépend de g⃗\vec g mais aussi des conditions initiales : valeur v0v_0 de la vitesse initiale et angle α\alpha 3.
  • Avec l'axe OzOz vers le haut : vx=v0cos⁡αv_x = v_0\cos\alpha, vz=−gt+v0sin⁡αv_z = -gt + v_0\sin\alpha, x=v0cos⁡α tx = v_0\cos\alpha\, t, z=−12gt2+v0sin⁡α t+z0z = -\tfrac12 gt^2 + v_0\sin\alpha\, t + z_0.
  • La trajectoire est une parabole dirigée vers le bas 4 ; le sommet est atteint quand vz=0v_z = 0, soit tS=v0sin⁡αgt_S = \dfrac{v_0\sin\alpha}{g}.

Avant de commencer

Ce quiz couvre le mouvement d'un objet soumis uniquement à son poids dans un champ de pesanteur supposé vertical et uniforme, d'intensité gg 1. Tu y retrouves la démarche complète : bilan des forces, application de la deuxième loi de Newton, intégration pour obtenir les équations horaires, puis exploitation (sommet, portée, durée de la chute).

Prends un brouillon. Quand une valeur numérique est demandée, utilise la valeur de gg donnée dans la question, et arrondis seulement à la fin du calcul.

Quiz

15 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Un objet n'est soumis qu'à son poids dans un champ de pesanteur uniforme. Que vaut son vecteur accélération ?

  2. Dans un champ de pesanteur uniforme, une bille lourde et une bille légère sont lâchées sans vitesse initiale de la même hauteur, sans frottement. La bille lourde arrive plus vite au sol.

  3. Quelle est la forme de la trajectoire d'un objet lancé obliquement dans un champ de pesanteur uniforme, sans frottement ?

  4. Quelles grandeurs déterminent la trajectoire d'un projectile dans un champ de pesanteur uniforme ? (plusieurs réponses)

    Plusieurs réponses possibles.

  5. On choisit l'axe OzOz vertical orienté vers le haut. Quelle est la composante verticale de l'accélération ?

  6. Pour un tir oblique avec OzOz vers le haut, quelle expression donne la composante horizontale de la vitesse à tout instant ?

  7. Au sommet de la trajectoire d'un tir oblique (α<90∘\alpha < 90^\circ), la vitesse du projectile est nulle.

  8. On lâche sans vitesse initiale un objet d'une hauteur de 2020 m. En prenant g=10g = 10 m·s⁻² et sans frottement, quelle est la durée de la chute, en secondes ?

  9. Un ballon est lancé depuis le sol avec v0=10v_0 = 10 m·s⁻¹ et un angle α=30∘\alpha = 30^\circ. Avec g=10g = 10 m·s⁻² et sans frottement, quelle est la hauteur maximale atteinte, en mètres ?

  10. Un projectile est lancé depuis le sol à v0=20v_0 = 20 m·s⁻¹ avec α=45∘\alpha = 45^\circ. Avec g=10g = 10 m·s⁻² et sans frottement, quelle est la portée (distance horizontale jusqu'au retour au sol), en mètres ?

  11. Une balle est lancée verticalement vers le haut à v0=15v_0 = 15 m·s⁻¹. Avec g=10g = 10 m·s⁻², au bout de combien de temps atteint-elle son point le plus haut, en secondes ?

  12. Un projectile est lancé à v0=8v_0 = 8 m·s⁻¹ avec un angle α=60∘\alpha = 60^\circ au-dessus de l'horizontale. Quelle est la valeur de sa vitesse horizontale pendant tout le vol, en m·s⁻¹ ?

  13. Pourquoi peut-on traiter le champ de pesanteur comme uniforme pour le tir d'un ballon de basket ?

  14. Une particule chargée entre dans un champ électrique uniforme avec une vitesse initiale non parallèle au champ. Quelle analogie peut-on faire avec le champ de pesanteur ?

  15. Quelles hypothèses permettent d'établir a⃗=g⃗\vec a = \vec g ? (plusieurs réponses)

    Plusieurs réponses possibles.

Les questions qu'on se pose

Pourquoi la masse n'apparaît-elle pas dans les équations horaires ?

Le poids vaut P=mgP = mg 4 et la deuxième loi de Newton s'écrit ma⃗=mg⃗m\vec a = m\vec g. La masse figure des deux côtés et se simplifie : a⃗=g⃗\vec a = \vec g. Les équations horaires ne dépendent donc que de gg, de v0v_0, de α\alpha et de la position initiale.

Comment retrouver l'équation de la trajectoire ?

Exprime tt à partir de x(t)=v0cos⁡α tx(t) = v_0\cos\alpha\, t, c'est-à-dire t=xv0cos⁡αt = \dfrac{x}{v_0\cos\alpha}, puis remplace-le dans z(t)z(t). Tu obtiens z(x)=−g2v02cos⁡2αx2+xtan⁡α+z0z(x) = -\dfrac{g}{2v_0^2\cos^2\alpha}x^2 + x\tan\alpha + z_0, un polynôme du second degré : c'est bien une parabole dirigée vers le bas 4.

Que faire si l'énoncé prend l'axe vertical orienté vers le bas ?

Dans ce cas g⃗\vec g est dans le sens de l'axe : az=+ga_z = +g, et les signes changent dans vzv_z et zz. Dessine toujours le repère et reporte g⃗\vec g avant d'écrire une équation, puis vérifie que le sens du mouvement obtenu est cohérent avec la situation.

Sources

  1. Dynamique de la chute libre, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Force et vitesse - Terminale, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Cinématique et chute libre - Mécanique, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  4. Équation du mouvement, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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