L'énoncé
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Question 1
Un kitesurfeur de masse $m = 70 kg$ arrive en effectuant une figure à s'élever à 4,0 mètres au dessus de la mer. Son énergie potentielle de pesanteur est de :
2.75 kJ
2 kJ
2500 J
2900 J
On a l'accélération de la pesanteur $g$ qui vaut 9.81 J.m-1.kg-1
On a : $Ep = 70\times 9,81\times 4,0 = 2746.8 J$ soit $2.75 kJ$.
Question 2
Une balle de golf de masse $m = 40 g$ tombe en chute libre sans vitesse initiale d'une hauteur $h = 5 m$ par rapport au sol.
L'énergie potentielle de pesanteur de la balle entre la hauteur $h$ et le sol :
Diminue
Augmente
Reste constante.
Calculer $\Delta{Epp}$ avec les données de l'énoncé.
Question 3
Une balle de golf de masse $m = 40 g$ tombe en chute libre sans vitesse initiale d'une hauteur $h = 5 m$ par rapport au sol.
L'expression de l'énergie cinétique entre le début et la fin de la chute $\Delta{Ec}$ est ici :
$\dfrac{1}{2}\times m\times V_f^2$
$\dfrac{1}{2}\times m\times V_i^2 - \dfrac{1}{2}\times m\times V_f^2$
$\dfrac{1}{2}\times m\times V_f^2 - \dfrac{1}{2}\times m\times V_i^2$
$\dfrac{1}{2}\times m\times V_i^2$
L'expression est : $\Delta{Ec} = Ec_f - Ec_i$
Mais l'énergie cinétique à l'état initial vaut $0$ (avant la chute de la balle).
Donc : $\Delta{Ec} = Ec_f = \dfrac{1}{2}\times m\times V_f^2$
Question 4
Une balle de golf de masse $m = 40 g$ tombe en chute libre sans vitesse initiale d'une hauteur $h = 5 m$ par rapport au sol.
La vitesse est :
Indépendante de la masse de l'objet.
9.9 m/s
2.8 m/s
9.9 km/h
On rappelle que l'énergie mécanique est $Em = Ep + Ec$. Au début de la chute, l'énergie cinétique est nulle (v = 0) et $Ep = m\times g\times h$. A la fin de la chute, la balle est presque au sol, l'énergie potentielle est donc très proche de $0 : Ep = 0$. L'énergie cinétique à la fin de la chute vaut $Ec = \dfrac{1}{2}\times m\times V_f^2$.
Il faut négliger les frottements de la balle et considérer un mouvement uniformément accéléré. Ainsi, on peut dire dans ces conditions que l'énergie mécanique Em est constante au cours de la chute.
On a donc $Em_i = Em_f$ donc $\dfrac{1}{2}\times m\times V_f^2 = m\times g\times h$
On peut ainsi écrire l'expression de $V_f$ et la calculer :
$ V_f = \sqrt{2\times g\times h} = \sqrt{2\times 9.81\times 5} = 9.9 m.s^{-1}$
On peut voir dans l'expression de $V_f$ que la masse
Question 5
Une balle de golf de masse $m = 40 g$ tombe en chute libre sans vitesse initiale d'une hauteur $h = 5 m$ par rapport au sol.
La valeur de l'énergie potentielle de pesanteur de la balle $\Delta{Ec}$ est donc :
1.96 J
2.96 J
1.96 kJ
2.96 kJ
On peut donc calculer l'énergie cinétique : $\Delta{Ec} = \dfrac{1}{2}\times m\times V_f^2 = \dfrac{1}{2}\times 40\times 10^{-3}\times 9,9^2 = 1.96 J$