Un système en mouvement dans un référentiel (R) possède une énergie cinétique telle que :
Ec= × m×v2
Suite
2) Travail d'une force constante
Mise en situation:
Les 3 forces exercées n'ont pas la même efficacité:
- FA favorise le déplacement. On dit que le travail de FA est moteur
précédent
- Fc s'oppose au déplacement. On dit que le travail de Fc est résistant
Suite
- FB n'a pas d'effet. On dit que le travail de FB est nul
Calculer le travail d'une force constante entre deux points A et B:
précédent
Suite
Application: Un système subit une force constante F d'un point A à un point B
F= 10 N AB=10 m Calculer le travail WAB(F) si: 1) L'angle θ entre F et AB est de 0°2) L'angle θ entre F et AB est de 60°
précédent
Suite
Travail d'une force constante et trajet suivi:
1) Explorer l'animation et relever la valeur de WAB(F) en fonction du trajet.2) Prendre θ=60° et observer la valeur de WAB(F) Conclure
précédent
Suite
Le travail d'une force constante sur une distance AB ne dépend pas du chemin suivi.
On dit que la force est conservative.
précédent
Suite
3) théorème de l'énergie cinétique
On pousse une voiture avec une force constante de A à B
Le travail de A à B est noté WAB (F)
Au point A, la voiture possède une énergie cinétique Ec(A)
précédent
Au point B, la voiture est plus rapide. Elle possède une énergie cinétique Ec(B)
Suite
L' énergie cinétique Ec(B)est donc la somme de l'énergie cinétique initiale et du travail des forces exercé au cours du déplacement
Ec(B)= Ec(A) + WAB(F)
Ec(B)- Ec(A) = WAB(F)
précédent
ΔEc = WAB(F)
Suite
Théorème de l'énergie cinétique:
ΔEc = Ecfinale - Ecinitiale = Σ WAB(Fappliquées)
La variation d'énergie cinétique d'un système au cours du mouvement est égale à la somme des travaux des forces appliquées au système
précédent
Suite
II) Energie potentielle de pesanteur
1) Définition
Dans un référentiel donné, l'énergie potentielle de pesanteur Epp d'un système s'exprime:
Référence
s +
Epp=m×g×z
précédent
Suite
2) travail du poids
m=80 kg
Calculer le travail du poids du randonneur dans le trajet 2
Calculer le travail du poids du randonneur dans le trajet 1
précédent
Comparer les deux résultats. Etait-ce prévisible.
Suite
Calculer l'énergie potentielle acquise par l'un ou l'autre des randonneurs et conclure.
La poids est une force conservative. Le travail du poids sur un trajet est égal à l'énergie potentielle acquise au cours de ce trajet.
WAB(F) = mgh = Epp
h= zA-zB
précédent
Suite
Les forces de frottements ne sont pas des forces conservatives. Leur travail dépend du chemin suivi
précédent
III) Energie mécanique
1) Définition
Un système en mouvement dans un référentiel (R) plongé dans un champ de pesanteur possède une énergie mécanique Em telle que :
Em=Ec + Epp
Suite
2) Théorème de l'énergie mécanique
Chute libre
chute dans un fluide
pendule simple
précédent
Suite
Observer pour chaque cas les évolutions des différentes énergies
Au cours du mouvement, si un système est soumis uniquement à des forces conservatives, alors son énergie mécanique se conserve.
Em=Ec + Epp= constante
précédent
Suite
Au cours du mouvement, si un système est soumis à des forces non conservatives, alors son énergie mécanique diminue.
précédent
Suite
précédent
Suite
TP15-1
Suite
précédent
TP15-1
Sur les videos suivantes, un mobile glissant sans frottement est soumis à une force constante F
masse du mobile: m=631,7g
Questions: Pour chaque video: A l'aide d'un logiciel de pointage et Regressi. 1) calculer la variation d'énergie cinétique entre la première position et la dernière. 2) Déterminer la distance parcourue 3) Calculer le travail de la force F. Conclure
video 1 F=0,20N
video 2 F=0,40 N
TP15-2
Sur les videos suivantes, Réaliser un pointage sur Pymecavideo. Afficher les courbes d'énergie sur Regressi.
Chute libre
chute avec frottement
pendule simple
Manip 2
Manip 1
2408m
α=11°
PymécavideoPour les videos pendule simple A l'aide d'un logiciel de pointage Réaliser le pointage: 1) Sélectionner l'image correspondant au pendule en position la plus basse 1) Placer l'origine sur cette position du pendule 2) Définir l'échelle. La longueur du fil est de 40cm 3) Revenir à l'image 2, démarrer le pointage à l'image 2. Arréter lorsque le pendule a fait 2 aller-retour.
Régressi 1) Afficher la trajectoire sur Regressi Y=f(X) 2) Tracer le vecteur vitesse. Regressi calculera ainsi la norme du vecteur vitesse 3) Ajouter les grandeurs calculée Em, Ec, Ep (on ne connait pas la masse mais on peut montrer qu'elle n'a pas d'influence sur la variation d'énergie) 4) Sur le graphique, afficher Em=f(t), Ep=f(t), Ec=f(t)
Questions : Commenter l'évolutions des Energies au cours du mouvement
PymécavideoPour les videos chute libre et avec frottement: A l'aide d'un logiciel de pointage Réaliser le pointage: 1) Placer l'origine sur le trait du bas sur le mur 2) Définir l'échelle. L'écart entre les deux traits et de 1m50. 3) Démarrer le pointage à l'image 2.
Régressi 1) Afficher la trajectoire sur Regressi Y=f(X) 2) Tracer le vecteur vitesse. Regressi calculera ainsi la norme du vecteur vitesse 3) Ajouter les grandeurs calculée Em, Ec, Ep (on ne connait pas la masse mais on peut montrer qu'elle n'a pas d'influence sur la variation d'énergie) 4) Sur le graphique, afficher Em=f(t), Ep=f(t), Ec=f(t)
Questions : Commenter l'évolutions des Energies au cours du mouvement
Chapitre 15 1ere spécialité l'énergie mécanique
M Rajaonarison
Created on April 15, 2024
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Page d'exercices
TP15-1
TP15-2
10
23
Energie potentielle de pesanteur
13
Energie mécanique
20
29
18
13
33
35
I) Energie cinétique
1) Définition
Un système en mouvement dans un référentiel (R) possède une énergie cinétique telle que :
Ec= × m×v2
Suite
2) Travail d'une force constante
Mise en situation:
Les 3 forces exercées n'ont pas la même efficacité:
- FA favorise le déplacement. On dit que le travail de FA est moteur
précédent
- Fc s'oppose au déplacement. On dit que le travail de Fc est résistant
Suite
- FB n'a pas d'effet. On dit que le travail de FB est nul
Calculer le travail d'une force constante entre deux points A et B:
précédent
Suite
Application: Un système subit une force constante F d'un point A à un point B
F= 10 N AB=10 m Calculer le travail WAB(F) si: 1) L'angle θ entre F et AB est de 0°2) L'angle θ entre F et AB est de 60°
précédent
Suite
Travail d'une force constante et trajet suivi:
1) Explorer l'animation et relever la valeur de WAB(F) en fonction du trajet.2) Prendre θ=60° et observer la valeur de WAB(F) Conclure
précédent
Suite
Le travail d'une force constante sur une distance AB ne dépend pas du chemin suivi.
On dit que la force est conservative.
précédent
Suite
3) théorème de l'énergie cinétique
On pousse une voiture avec une force constante de A à B
Le travail de A à B est noté WAB (F)
Au point A, la voiture possède une énergie cinétique Ec(A)
précédent
Au point B, la voiture est plus rapide. Elle possède une énergie cinétique Ec(B)
Suite
L' énergie cinétique Ec(B)est donc la somme de l'énergie cinétique initiale et du travail des forces exercé au cours du déplacement
Ec(B)= Ec(A) + WAB(F)
Ec(B)- Ec(A) = WAB(F)
précédent
ΔEc = WAB(F)
Suite
Théorème de l'énergie cinétique:
ΔEc = Ecfinale - Ecinitiale = Σ WAB(Fappliquées)
La variation d'énergie cinétique d'un système au cours du mouvement est égale à la somme des travaux des forces appliquées au système
précédent
Suite
II) Energie potentielle de pesanteur
1) Définition
Dans un référentiel donné, l'énergie potentielle de pesanteur Epp d'un système s'exprime:
Référence
s +
Epp=m×g×z
précédent
Suite
2) travail du poids
m=80 kg
Calculer le travail du poids du randonneur dans le trajet 2
Calculer le travail du poids du randonneur dans le trajet 1
précédent
Comparer les deux résultats. Etait-ce prévisible.
Suite
Calculer l'énergie potentielle acquise par l'un ou l'autre des randonneurs et conclure.
La poids est une force conservative. Le travail du poids sur un trajet est égal à l'énergie potentielle acquise au cours de ce trajet.
WAB(F) = mgh = Epp
h= zA-zB
précédent
Suite
Les forces de frottements ne sont pas des forces conservatives. Leur travail dépend du chemin suivi
précédent
III) Energie mécanique
1) Définition
Un système en mouvement dans un référentiel (R) plongé dans un champ de pesanteur possède une énergie mécanique Em telle que :
Em=Ec + Epp
Suite
2) Théorème de l'énergie mécanique
Chute libre
chute dans un fluide
pendule simple
précédent
Suite
Observer pour chaque cas les évolutions des différentes énergies
Au cours du mouvement, si un système est soumis uniquement à des forces conservatives, alors son énergie mécanique se conserve.
Em=Ec + Epp= constante
précédent
Suite
Au cours du mouvement, si un système est soumis à des forces non conservatives, alors son énergie mécanique diminue.
précédent
Suite
précédent
Suite
TP15-1
Suite
précédent
TP15-1
Sur les videos suivantes, un mobile glissant sans frottement est soumis à une force constante F
masse du mobile: m=631,7g
Questions: Pour chaque video: A l'aide d'un logiciel de pointage et Regressi. 1) calculer la variation d'énergie cinétique entre la première position et la dernière. 2) Déterminer la distance parcourue 3) Calculer le travail de la force F. Conclure
video 1 F=0,20N
video 2 F=0,40 N
TP15-2
Sur les videos suivantes, Réaliser un pointage sur Pymecavideo. Afficher les courbes d'énergie sur Regressi.
Chute libre
chute avec frottement
pendule simple
Manip 2
Manip 1
2408m
α=11°
PymécavideoPour les videos pendule simple A l'aide d'un logiciel de pointage Réaliser le pointage: 1) Sélectionner l'image correspondant au pendule en position la plus basse 1) Placer l'origine sur cette position du pendule 2) Définir l'échelle. La longueur du fil est de 40cm 3) Revenir à l'image 2, démarrer le pointage à l'image 2. Arréter lorsque le pendule a fait 2 aller-retour.
Régressi 1) Afficher la trajectoire sur Regressi Y=f(X) 2) Tracer le vecteur vitesse. Regressi calculera ainsi la norme du vecteur vitesse 3) Ajouter les grandeurs calculée Em, Ec, Ep (on ne connait pas la masse mais on peut montrer qu'elle n'a pas d'influence sur la variation d'énergie) 4) Sur le graphique, afficher Em=f(t), Ep=f(t), Ec=f(t)
Questions : Commenter l'évolutions des Energies au cours du mouvement
PymécavideoPour les videos chute libre et avec frottement: A l'aide d'un logiciel de pointage Réaliser le pointage: 1) Placer l'origine sur le trait du bas sur le mur 2) Définir l'échelle. L'écart entre les deux traits et de 1m50. 3) Démarrer le pointage à l'image 2.
Régressi 1) Afficher la trajectoire sur Regressi Y=f(X) 2) Tracer le vecteur vitesse. Regressi calculera ainsi la norme du vecteur vitesse 3) Ajouter les grandeurs calculée Em, Ec, Ep (on ne connait pas la masse mais on peut montrer qu'elle n'a pas d'influence sur la variation d'énergie) 4) Sur le graphique, afficher Em=f(t), Ep=f(t), Ec=f(t)
Questions : Commenter l'évolutions des Energies au cours du mouvement
2408m