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QCM Biomécanique du mouvement humain STAPS

Ce QCM de biomécanique STAPS vérifie les unités, les grandeurs et les bases de la mécanique du mouvement. Une force s’exprime en newtons ; un moment de force en newton-mètres. Distingue une valeur de vitesse d’un vecteur vitesse, qui précise aussi une direction et un sens. 12 questions gratuites : sélectionne ta réponse, vérifie-la et lis l’explication. Les corrigés sont aussi accessibles avec « Voir la correction ». Ce quiz d’entraînement ne reproduit pas une épreuve officielle.

Mis à jour le

Questions

  1. 1.Quelle est l'unité SI de la force ?

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    Bonne réponse : Le Newton (N)

    Le Newton (N) est l'unité SI de la force. 1 Newton = 1 kg·m·s⁻². Le Joule mesure l'énergie, le Watt la puissance, et le Pascal la pression.

  2. 2.Une grandeur scalaire possède une magnitude et une direction.

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    Bonne réponse : Faux

    FAUX. Une grandeur scalaire possède uniquement une magnitude (valeur numérique). Seules les grandeurs vectorielles possèdent magnitude ET direction (ex: force, vitesse).

  3. 3.Quelles grandeurs doivent être décrites par un vecteur ?(plusieurs réponses)

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    Bonnes réponses : La force ; Le vecteur vitesse ; Le déplacement

    Force, déplacement et vecteur vitesse ont une norme, une direction et un sens. La masse et la température sont scalaires. La vitesse donnée seulement en km/h est une valeur scalaire, distincte du vecteur vitesse.

  4. 4.La vitesse moyenne scalaire se calcule en divisant la distance totale parcourue par la durée totale.

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    Bonne réponse : Vrai

    Vrai pour la vitesse moyenne scalaire : distance parcourue divisée par la durée. Un coureur qui couvre 100 m en 12,5 s a une vitesse moyenne de 8 m/s. Attention : le vecteur vitesse moyenne se calcule à partir du déplacement, et non de la distance parcourue. Sur un tour de piste complet, le déplacement est nul, donc le vecteur vitesse moyenne est nul alors que la vitesse scalaire ne l'est pas.

  5. 5.Un sprinter passe de 0 à 10 m/s en 2 secondes sur une trajectoire rectiligne, sans changer de sens. Quelle est son accélération moyenne ?

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    Bonne réponse : 5 m/s²

    Accélération = = = 5 m/s². L'accélération mesure la variation de vitesse par unité de temps.

  6. 6.Sur une ligne droite orientée dans le sens de la course, quelles grandeurs augmentent lorsque le sprinter avance en accélérant ?(plusieurs réponses)

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    Bonnes réponses : La vitesse ; La position du centre de masse ; Le temps écoulé

    La valeur de la vitesse, la coordonnée du centre de masse le long de l’axe choisi et le temps écoulé augmentent. Le niveau d’accélération peut varier : accélérer ne signifie pas que l’accélération elle-même augmente. La masse n’augmente pas du fait de l’accélération.

  7. 7.Quelle est l'unité SI de la vitesse angulaire ?

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    Bonne réponse : Radian par seconde (rad/s)

    Le radian par seconde (rad/s) est l'unité SI de vitesse angulaire. Les degrés et tours sont des unités pratiques mais non-SI. Les m/s mesurent la vitesse linéaire.

  8. 8.Si le moment des forces extérieures est négligeable, un gymnaste qui réduit son moment d’inertie autour de l’axe de rotation augmente sa vitesse angulaire.

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    Bonne réponse : Vrai

    Lorsque le moment extérieur est négligeable, le moment angulaire se conserve. Dans ce modèle autour d’un axe donné, L = I × ω : une diminution de I s’accompagne d’une augmentation de ω. L’hypothèse sur les forces extérieures est indispensable.

  9. 9.Dans le modèle I = Σmr², quelles modifications augmentent le moment d’inertie autour d’un axe fixé ?(plusieurs réponses)

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    Bonnes réponses : Augmenter les distances des masses à l’axe ; Augmenter les masses sans changer leurs distances à l’axe ; Éloigner les masses de l’axe en déployant un segment

    Le moment d’inertie dépend des masses et du carré de leur distance à l’axe choisi. Il augmente si ces masses ou distances augmentent, toutes choses égales par ailleurs. La vitesse angulaire n’intervient pas dans cette définition.

  10. 10.Selon la deuxième loi de Newton, quelle relation lie force, masse et accélération ?

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    Bonne réponse : F = ma

    F = ma est la formulation classique de la 2e loi de Newton. La force résultante produit une accélération proportionnelle et inversement proportionnelle à la masse.

  11. 11.Selon la troisième loi de Newton, si un coureur exerce une force de 800 N sur le sol, le sol exerce sur le coureur une force de 800 N de même sens.

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    Bonne réponse : Faux

    Faux. Le principe des actions réciproques indique que les deux forces ont la même intensité (800 N) et la même direction, c'est-à-dire la même droite d'action, mais des sens opposés. Le coureur pousse le sol vers l'arrière et vers le bas, le sol le renvoie vers l'avant et vers le haut.

  12. 12.Quelles forces ou composantes de forces agissent sur un sprinter pendant un appui sur la piste ?(plusieurs réponses)

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    Bonnes réponses : Force de réaction du sol (horizontale) ; Force de gravité ; Force de frottement de l'air ; Force de réaction du sol (verticale)

    Pendant l’appui, le sprinter subit son poids, la résistance de l’air et la réaction du sol, décomposable en composantes verticale et horizontale. Pendant la phase de vol, il n’y a plus de réaction du sol. La composante horizontale peut freiner ou propulser selon l’instant de l’appui.

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Références pour ces repères

Ces références étayent les repères présentés ; les questions sont des exercices StapsUp, pas des annales officielles.

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