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Niveau première
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énergies

Posté par
valparaiso
09-11-17 à 18:52

Bonjour j'aimerais de l'aide pour cet exercice
merci
Tout corps situé à une distance proche de la Terre possède une énergie, appelée énergie potentielle de pesanteur et noté Ep, qui dépend de sa masse et de son altitude. On a Ep = mgh, où m est la masse du solide en kg, g l'intensité de la pesanteur en m/s-² et h l'altitude du solide (par rapport au sol) en m.
Lorsque ce corps est en mouvement, il possède une énergie, appelée énergie cinétique notée Ec, qui dépend de sa masse et de sa vitesse. On a Ec = 1/2 mv², où m est la masse du solide en kg et v sa vitesse en m/s -1.
On définit l'énergie mécanique d'un corps, notée Em, comme étant la somme de son énergie potentielle de pesanteur et de son énergie cinétique.
On considère un solide en chute libre.

1. Au temps t=0, le solide est immobile, situé à une altitude h.
Quelle est son énergie potentielle ?
Ep=mgh?
Quelle est son énergie cinétique ?
v=0 fonc Ec=0

2. Le solide tombe et arrive au sol avec une vitesse v.
Quelle est son énergie potentielle lors de l'impact ?
Ep=mg.0=0
Juste?

3. Donner l'expression de son énergie mécanique au temps t=0 puis lorsque le solide touche le sol.
en t=0 Em=Ep+Ec=MGH
lorsque l'objet touche le sol Em=mgh (car v=0?)

L'énergie mécanique d'un solide en chute libre se conserve.
En déduire que, lorsque le solide touche le sol, sa vitesse vérifie l'égalité v = \sqrt{2gh}
comment exprimer v? à partir de quoi?
merci

4. Jérôme habite au 3e étage. Son frère, en bas de l'immeuble, a oublié ses clés et demande à Jérôme de les "lâcher" par la fenêtre (avec une vitesse nulle).
A quelle vitesse les clés toucheront-elles le sol, sachant que son étage est à 11 mètres du sol et que le trousseau de clés pèse 60g.
On prendra g = 9,81 m/s -²

Posté par
Glapion Moderateur
re : énergies 09-11-17 à 18:58

Bonsoir,
l'énergie totale se conserve donc pour tout t, Ep+Ec = constante = mgh (au départ)
= aussi 1/2 mv² (à l'impact au sol)
et donc mgh = 1/2 mv², tu simplifies les m, etc ... et tu trouves la formule demandée

4) application simple de la formule.

Posté par
valparaiso
re : énergies 09-11-17 à 19:12

merci
la vitesse n'est pas nulle à l'impact au sol?

Posté par
Glapion Moderateur
re : énergies 09-11-17 à 19:56

non, l'énergie potentielle est nulle mais la vitesse non.

voyons, tu lâches une pierre de la hauteur h, elle a une vitesse quand elle touche le sol !
mets ton pied dessous et tu verras bien.

Posté par
valparaiso
re : énergies 10-11-17 à 07:11

Ok merci beaucoup Glapion

Posté par
valparaiso
re : énergies 10-11-17 à 08:27

m/s^{-2} signifie que g=\frac{m}{s^{2}}?
Merci

Posté par
Glapion Moderateur
re : énergies 10-11-17 à 10:04

oui, une accélération se mesure donc en mètres par seconde au carré.

Posté par
valparaiso
re : énergies 10-11-17 à 16:09

Merci



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