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Exercices sur les énergies

    19 mai 2011 à 18:22:58

    Bonsoir à tous et à toutes !



    http://s3.noelshack.com/1/1/rampe-dd4dda6420.jpg
    (Le gros encadrer et la rampe)



    J'ai un exercice un peu dure selon moi on vient de commencer le chapitre et je veux bien le réussir :

    1- Calculer l'énergie de position d'un skateur de 60 kg en haut de la rampe sur Terre , hauteur de la rampe : 4.25 m

    D'après mes recherches ce serait peut être je ne sais pas : 60 x 9.8 (poids de la Terre) x 4.25
    Bien sa ?

    2- Au fur et à mesure de la descente, en quoi est convertie cette énergie de position ?

    3- En déduire la valeur de son énergie cinétique en bas de la rampe.

    4- Calculer la vitesse en bas de la rampe en km/h.

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      19 mai 2011 à 19:12:48

      Bonsoir,

      quelques indications :

      1) la réponse (enfin le calcul) que tu donnes est correct. Le résultat ne s'appelle pas vraiment "énergie de position" mais plutôt "énergie potentielle de pesanteur". Le <math>\(9,8\)</math>, plus précisément le <math>\(9,8\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^2\)</math> n'est pas le poids de la Terre, c'est la valeur de l'accélération de la pesanteur.

      2) Indication : un objet glisse (ou chute). Il prend donc de la vitesse.

      3) L'énergie cinétique <math>\(E_C\)</math> et l'énergie potentielle de pesanteur <math>\(U\)</math> sont telles que leur somme est ?!??

      Pour le calcul :) il faudra voir simplement la définition de <math>\(E_C\)</math>.

      4) Une fois l'énergie cinétique connue (sa valeur), et en connaissant sa formule, il sera facile normalement de déterminer la vitesse.

      Essaie de faire les questions (avec raisonnement) pour voir si tu arrives à répondre aux... questions, et cela correctement. On pourra alors reprendre les points mal compris ou mal maîtrisés :)
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        19 mai 2011 à 19:18:42

        Dans ton exercice, la seule force à prendre en compte est le poids, de valeur <math>\(P=mg\)</math>. Il s'agit d'une force conservative, c'est-à-dire qu'elle dérive d'un potentiel.
        En effet, l'énergie potentielle de pesanteur (donc associée au poids) s'écrit <math>\(E_{pp}=mgz\)</math> où z est la différence de hauteur par rapport à une origine donnée. Et tu remarques que <math>\(\frac{dE_{pp}}{dz}=mg=P\)</math> : le poids dérive donc bien d'un potentiel.

        Or, tu dois savoir que lorsqu'il n'y a que des forces conservatives qui interviennent dans un problème, l'énergie mécanique se conserve. Or <math>\(E_m=E_{pp}+E_c\)</math> est une constante, donc ce qui est "gagné" en énergie potentielle de pesanteur est "perdu" en énergie cinétique et inversement.

        Il te reste juste sur ton schéma à voir qu'initialement ton énergie potentielle de pesanteur est égale à l'énergie mécanique... et enfin, pour ta dernière question, il te faudra connaître l'expression de l'énergie cinétique que je rappelle ici : <math>\(E_c=\frac{1}{2}mv^2\)</math> où m est la masse du système que tu étudies et v sa vitesse.
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          19 mai 2011 à 19:54:28

          Alors pour la 1:

          60 x 9.8 x 4.25 = 2499 (mais exprimer en quel valeur ?

          Pour la 2 si j'ai bien compris :

          convertie en énergie cinétique

          Pour la 3 si j'ai bien compris:

          EC(J)= 0.5 x m(kg) x v²(m/s)

          Mais je ne sais pas très bien par quoi remplacer m(kg) et la vitesse :s

          Et pour la 4 :

          Par encore trouver
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            19 mai 2011 à 19:59:56

            Pour la 3 : si toute l'énergie potentielle de pesanteur est convertie en énergie cinétique (donc : de l'énergie de mouvement) : combien vaut l'énergie cinétique ?

            Pour la 4 : La formule est <math>\(E_C=\frac{1}{2}mv^2\)</math>, où <math>\(m\)</math> est la masse du skateur, et <math>\(v\)</math> sa vitesse. Si on connait <math>\(E_C\)</math> et <math>\(m\)</math>, il devrait pas trop être compliqué de calculer <math>\(v\)</math> non ? :)
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              19 mai 2011 à 20:24:51

              :'( je n'y comprends strictement rien help me :'(
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                19 mai 2011 à 20:38:35

                A la question 2, tu as répondu que toute l'énergie potentielle était convertie en énergie cinétique, c'est d'ailleurs ce qui est représenté sur tes schémas : au début, on a <math>\(E_m=E_{pp}\)</math> et à la fin, on a <math>\(E_m=E_c\)</math>, soit comme l'énergie mécanique est constante : <math>\(E_c= ...\)</math>.

                A partir de là, tu peux en déduire la vitesse v du skieur quand il arrive au bas de la rampe puisque tu sais que <math>\(E_c=\frac{1}{2}mv^2\)</math>.
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                  19 mai 2011 à 20:44:22

                  Juste pour dire je viens de commmencer le chapitre hier ^^ et comme nous sommes en zone zep les profs nous donne les exos comme sa ^^
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                    19 mai 2011 à 21:11:30

                    Est-ce que mon message précédent t'a aidé ou pas ? Est-ce que tu as avancé dans la résolution de ton exercice ?
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                      19 mai 2011 à 21:21:38

                      no justement :s

                      :'( c'est pour demain je n'ai toukours pas fini :'(
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                        19 mai 2011 à 21:30:07

                        Pour la question 3, je te conseille, à partir des schémas qui te sont donnés, de déterminer que vaut l'énergie mécanique dans chaque cas, au début et à la fin.
                        Ensuite, comme cette énergie mécanique est constante, ça va te donner une égalité.
                        Dans cette égalité, tu sais ce que vaut l'un des termes donc tu peux en déduire ce que vaut l'autre...

                        Et enfin, pour la question 4, la formule qui te sert a déjà été donnée plusieurs fois ci-dessus et doit certainement se trouver dans ton cours aussi !
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