Évaluation sur l’énergie cinétique
Pour la leçon de ce jour, je vous emmène dans une université américaine pour assister à un cours de physique.
La vidéo est ici :
En résumé, le professeur explique que l’énergie mécanique se conserve, et qu’il ne risque donc rien... En êtes vous sûr ???
Pour comprendre ce qu’il se passe, il faut définir une nouvelle énergie, l’énergie potentielle de position.
Définition :
Un objet possède de l’énergie potentielle de position, notée Ep, du fait de son altitude. Ep = m x g x h
Quand la balle tombe, l’altitude h dinimue. Donc l’énergie potentielle diminue. Mais dans le même temps, la vitesse augmente (rappelez vous les chronophotographie de l’exercice avec les balles de golf et de ping pong). Mais la vitesse est reliée à l’énergie cinétique. Donc quand la balle descend, l’énergie cinétique augmente. En effet, l’énergie ne se crée pas, ne se détruite pas, elle peut seulement changer de forme.
En physique, on définit également une autre forme d’énergie, l’énergie mécanique ! Cette forme d’énergie est très importante en physique car c’est une grandeur qui ne change pas au cours du temps.
Définition :
L’énergie mécanique Em d’un objet est égale à la somme de son énergie potentielle de position Ep et de son énergie cinétique Ec.
Em = Ec + Ep
Pour comprendre pourquoi cette énergie ne change pas, et prévoir si notre cher professeur va mourir ou non, regardons ...
Problème n°8 : Comment évolue l’énergie mécanique d’un objet quand son altitude varie ?
— Une première explication se trouve dans la vidéo suivante :
Les montagnes russes
Suivez bien les valeurs de l’énergie potentielle, de l’énergie cinétique et de l’énergie mécanique au cours du mouvement.
Que remarque-t-on ?
— Ces transfert d’énergie existent aussi dans l’épreuve sportive suivante :
Bilan
bilan à télécharger ou à recopier
Au cours du mouvement d’un objet (en l’absence de frottement), l’énergie mécanique se conserve.
Remarque :
Si un objet se déplace sans changer d’altitude au niveau du sol, alors on peut confondre l’énergie cinétique et l’énergie mécanique (car Ep = 0). C’est ce qu’on fait en technologie (énergie de mouvement —> énergie mécanique)
Activité
— Répondez maintenant aux questions suivantes sur une feuille simple. C’est parti. Activité sur l’énergie mécanique
— Activité au choix
— Activité de recherche :
Récupérez le document suivant Le saut à l’élastique puis rédigez votre réponse sur une feuille simple.
— Exercices d’applications : Récupérez le document suivant exercices sur les énergies puis rédigez vos réponses sur une feuille simple.
Pour aller plus loin
— Correction de l’activité sur le half-pipe
— Correction de l’activité de recherche le saut à l’élastique
— Correction des exercices de la fiche
— Une vidéo pour définir et calculer une énergie potentielle de position