Mécanique forcée : résonance et oscillations — 4ème année secondaire

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[{"id":52791,"question":"Quelle est la condition pour observer un phénomène de résonance dans un système mécanique forcé ?","option_a":"L'amplitude de la force excitatrice est maximale","option_b":"La fréquence de la force excitatrice est égale à la fréquence naturelle du système","option_c":"Le système est parfaitement rigide","option_d":"L'amortissement est nul","option_e":"","option_f":"","bonne_reponse":"B","explication":"La résonance se produit lorsque la fréquence de la force excitatrice coïncide avec la fréquence naturelle du système, maximisant ainsi l'amplitude des oscillations.","points":1,"type":"qcm","actif":1,"section_id":null,"ordre":0},{"id":52792,"question":"Un système oscillant a une fréquence naturelle de 5 Hz. Quelle fréquence de force excitatrice provoquera une résonance ?","option_a":"Vrai","option_b":"Faux","option_c":"","option_d":"","option_e":"","option_f":"","bonne_reponse":"A","explication":"Vrai. La résonance se produit lorsque la fréquence de la force excitatrice est égale à la fréquence naturelle du système, soit 5 Hz dans ce cas.","points":1,"type":"qcm","actif":1,"section_id":null,"ordre":0},{"id":52793,"question":"Quel terme désigne la force qui s'oppose au mouvement dans un système oscillant amorti ?","option_a":"Force excitatrice","option_b":"Force de rappel","option_c":"Force de frottement","option_d":"Force centrifuge","option_e":"","option_f":"","bonne_reponse":"C","explication":"La force de frottement (ou force dissipative) s'oppose au mouvement et réduit l'amplitude des oscillations dans un système amorti.","points":1,"type":"qcm","actif":1,"section_id":null,"ordre":0},{"id":52794,"question":"Si l'amortissement d'un système oscillant augmente, que se passe-t-il pour l'amplitude des oscillations à la résonance ?","option_a":"Elle augmente","option_b":"Elle diminue","option_c":"Elle reste constante","option_d":"Elle devient infinie","option_e":"","option_f":"","bonne_reponse":"B","explication":"L'augmentation de l'amortissement réduit l'amplitude maximale des oscillations à la résonance, car une partie de l'énergie est dissipée sous forme de chaleur.","points":1,"type":"qcm","actif":1,"section_id":null,"ordre":0},{"id":52795,"question":"La fréquence naturelle d'un système est indépendante de sa masse.","option_a":"Vrai","option_b":"Faux","option_c":"","option_d":"","option_e":"","option_f":"","bonne_reponse":"B","explication":"Faux. La fréquence naturelle d'un système dépend de sa masse et de la constante de rappel du ressort (ou de l'élasticité du système).","points":1,"type":"qcm","actif":1,"section_id":null,"ordre":0},{"id":52796,"question":"Quel type de mouvement observe-t-on dans un système soumis à une force excitatrice de fréquence très supérieure à sa fréquence naturelle ?","option_a":"Un mouvement de faible amplitude et en phase avec la force excitatrice","option_b":"Un mouvement de grande amplitude et en opposition de phase","option_c":"Un mouvement chaotique","option_d":"Le système reste immobile","option_e":"","option_f":"","bonne_reponse":"A","explication":"Lorsque la fréquence excitatrice est très supérieure à la fréquence naturelle, le système suit le mouvement de la force excitatrice avec une faible amplitude et sans déphasage significatif.","points":1,"type":"qcm","actif":1,"section_id":null,"ordre":0},{"id":52797,"question":"Dans un système mécanique forcé, que représente le facteur de qualité Q ?","option_a":"Le rapport entre la fréquence excitatrice et la fréquence naturelle","option_b":"Le rapport entre l'énergie stockée et l'énergie dissipée par cycle","option_c":"Le nombre d'oscillations par seconde","option_d":"La masse du système","option_e":"","option_f":"","bonne_reponse":"B","explication":"Le facteur de qualité Q représente le rapport entre l'énergie stockée dans le système et l'énergie dissipée par cycle d'oscillation. Il caractérise l'acuité de la résonance.","points":1,"type":"qcm","actif":1,"section_id":null,"ordre":0},{"id":52798,"question":"Un système oscillant a une fréquence naturelle de 10 Hz. Quelle fréquence de force excitatrice minimisera l'amplitude des oscillations ?","option_a":"Vrai","option_b":"Faux","option_c":"","option_d":"","option_e":"","option_f":"","bonne_reponse":"B","explication":"Faux. Pour minimiser l'amplitude, il faut que la fréquence excitatrice soit très différente de la fréquence naturelle (par exemple, 1 Hz ou 100 Hz).","points":1,"type":"qcm","actif":1,"section_id":null,"ordre":0},{"id":52799,"question":"Quelle est l'unité de la constante de raideur k dans la loi de Hooke (F = -kx) ?","option_a":"N\/m","option_b":"N·m","option_c":"kg\/m","option_d":"J\/s","option_e":"","option_f":"","bonne_reponse":"A","explication":"L'unité de la constante de raideur k est le newton par mètre (N\/m), car F = -kx implique k = F\/x avec F en newtons et x en mètres.","points":1,"type":"qcm","actif":1,"section_id":null,"ordre":0},{"id":52800,"question":"Dans un système mécanique forcé, l'amplitude des oscillations dépend uniquement de la fréquence de la force excitatrice.","option_a":"Vrai","option_b":"Faux","option_c":"","option_d":"","option_e":"","option_f":"","bonne_reponse":"B","explication":"Faux. L'amplitude dépend également de l'amortissement du système et de l'amplitude de la force excitatrice.","points":1,"type":"qcm","actif":1,"section_id":null,"ordre":0}]