Étude énergétique d’un mouvement plan

 

► Énergie cinétique

L’énergie cinétique d’un point matériel de masse m en translation à la vitesse v→dans un référentiel donné est Ec = — 12 mv 2.

► Énergie potentielle de pesanteur

L’énergie potentielle de pesanteur d’un point matériel de masse m dans le champ de pesanteur uniforme g→et situé à une altitude y (d’origine arbitraire) est, à une constante près, Epp = mgy.

► Énergie mécanique

L’énergie mécanique d’un point matériel est la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle. Elle est constante si le point est soumis uniquement à des forces conservatives.


On veut réaliser l’étude énergétique d’un mouvement, et notamment de la conservation ou non de l’énergie mécanique.

 

Avec un rocher

 

► Lancer le rocher

 

1. a. À quel endroit est la référence de l’énergie potentielle de pesanteur ?

 

1. b. À l’instant initial, sous quelle forme l’énergie mécanique du rocher se trouve-t-elle ?

 

1. c. Compte tenu de la précision de lecture sur le graphique, peut-on affirmer que l’énergie mécanique du système est conservée au cours du mouvement ?

 

1. d. Décrire les conversions énergétiques au cours du mouvement du ballon.

 

1. e. Comment repérer l’instant où le ballon atteint le sommet de la trajectoire à l’aide des courbes énergétiques ?

 

► Afficher le tableau de valeurs

 

1. f. Comment expliquer qu’au sommet de la trajectoire l’énergie cinétique ne soit pas nulle ?
Mesurer la valeur minimale de l’énergie cinétique et déterminer la vitesse correspondante.
Comparer cette vitesse avec la valeur minimale de v𝑥 dans le tableau.

 

1. g. Mesurer l’énergie potentielle de pesanteur maximale du ballon et retrouver l’altitude maximale atteinte.

 


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