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Renseignements Energie cinétique !



  1. #1
    nephyt

    Renseignements Energie cinétique !


    ------

    Salut à tous

    Bon voilà j'ai un contrôle mardi sur l'énergie cinétique et énergie potentielle de pesanteur. Le problème c'est que je n'ai pas assez bien assimiler ces notions pour faire les exercices. En effet, j'ai du mal à comprendre ce qu'est l'énergie cinétique et potentielle de pesanteur.

    D'après ce que j'ai compris, on peut parler d'énergie cinétique dans le cas d'une chute libre ou d'un solide en translation.
    Exemple: On lance une bille en haut (allant d'un point A à B). Durant la montée la bille va perdre en énergie cinétique et gagner en énergie potentielle de pesanteur. Au point B Ec=0 et Epp=x . Lors de la descente Ec va augmenter tandis que Epp va diminuer ?
    Puisque la vitesse est lié à l'énergie cinétique?

    Est-ce pour cela que l'on parle de conservation d'énergie ?
    De plus, je vois souvent dans les exercices de définir le référentiel, galiléen ou terrestre ?

    Voilà je manque cruellement de méthode pour résoudre les exercices. Auriez-vous des exercices TYPES ?

    Merci

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    LPFR

    Re : Renseignements Energie cinétique !

    Bonjour.
    Vous avez l'air d'avoir compris quelque chose. Vos explications sont correctes.

    Un référentiel galiléen ou inertiel ou newtonien est un référentiel dans lequel les lois de Newton sont applicables. En gros, c'est un référentiel qui n'est pas accélérée et qui ne tourne pas. Comment peut-on savoir si un référentiel et inertiel ou pas? En vérifiant que les lois de Newton sont valables. Eh oui! Ça se mord la queue.
    Comme la terre tourne, la terre n'est pas un référentiel inertiel. Mais comme elle tourne lentement, on peut utiliser la terre comme référentiel inertiel pour des phénomènes beaucoup plus courts qu'une période de rotation de la terre (24 heures). C'est cela, il me semble, que l'on appelle (depuis peu) un référentiel terrestre.

    Au revoir.

  4. #3
    fitzounet

    Re : Renseignements Energie cinétique !

    exercices types ? quel niveau ?

    ensuité le référentiel terrestre peut-être galiléen ou non, cela dépend du mouvement que tu étudies.

    pour ce qui est de l'énergie cinétique, elle est liée à la vitesse comme son nom et la formule permettant de la calculer l'indique.. c'est pour ça qu'en chute libre, elle augmente, puisque ta vitesse augmente, tandis que lorsque tu lances un objet en l'air vers le haut, sa vitesse va diminuer peu à peu et donc l'ec va diminuer aussi.

    L'energie potentiel de pesanteur + ec est constante si les forces appliquées à ton objet sont dites conservatives ( pas de frottements par exemple, si t'as des frottements dans ta chute libre ec + ep = constante ne marche plus )

    pour une force conservative, on dit qu'elle dérive d'une énergie potentielle ( tu peux avoir des energies potentielles électrostatiques ou élastiques aussi ). je sais pas si les gradients vont te parler mathématiquement mais par exemple dans le cas de ton Epp, t'as Epp = - mgz et et F = - dEp/dz ( dérivée de l'énergie potentielle par rapport à z ) = mg : tu retrouves bien le poids ! ( attention aux signes notamment par rapport à la convention de ton axe, si e augmente vers le haut ou le bas )

    donc tu peux calculer Epp de la même manière : tu as dEpp/dz = -F et tu intègre pour trouver Epp.( ce que je te dis c'est juste pour un mouvement vertical, après il faut généraliser en 2D ou 3D.. )

  5. #4
    nephyt

    Re : Renseignements Energie cinétique !

    Je suis en 1reS, donc se serait super sympa si vous pouvez me donner quelques exos TYPES afin de voir si j'y arrive ! .
    Je suis actuellement sur un exercice que je pense avoir assez bien réussi et compris hormis une petite question qui me trotte dans la tête.
    Lorsque l'on doit calculer le travail du Poids, sa valeur varie selon que l'axe est descendant ou ascendant ? Il est donc négatif pour un axe ascendant et positif pour un axe descendant ?

    De plus je suis tombé que sur des cas d'exercices où 2 forces travaillent. P et R où R est perpendiculaire et donc ne travaille pas. Est-il possible que je puisse tomber sur des exercices qui met en jeux plusieurs forces ?

    Merci

  6. #5
    fitzounet

    Re : Renseignements Energie cinétique !

    normalement le travail du poids ne varie pas selon que ton axe soit vers le haut ou vers le bas.

    pour les exercices je sais pas, dsl

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    matthieu174

    Re : Renseignements Energie cinétique !

    Bonjour,
    si tu veux une méthode :
    1) d'abord préciser le {système}
    2) puis le référentiel d'étude, très souvent terrestre
    3) fait un bilan de force,c'est très important de prendre le temps de vérifier, s'il te manque une force, toute la suite de l'exo sera faux n'oublie pas que les schémas sont indispensables pour bien comprendre
    4) ensuite ça dépend des questions, tu peux poser un repère si tu dois trouver des intensités de force

    en effet, l'énergie cinétique est liée à la vitesse : Ec=mv²/2 (attention, la vitesse est en m/s et la masse en kg!)
    le théorème de l'énergie cinétique entre un point de départ A et d'arrivée B te permettra de résoudre une grande quantité de questions:


    voilà un exercice très simple de base:
    une balle de carabine (m=2.20g) est propulsé verticalement (vers le haut) avec une vitesse de 500m/s à la sortie du canon.
    1)calculer son énergie cinétique à la sortie du canon
    2)à quelle altitude peut-elle théoriquement monter(sans frottement?)

    j'en ai un autre bien plus intéressant, (on l'a eu en DS):
    voilà un exercice pas mal:
    Un skieur nautique (masse m=70kg) partant sans vitesse initial d'un point A est tiré par un bateau grâce à un cable tendu,parallèle au plan d'eau. Après un parcours rectiligne de longueur L=200m, le bonhomme atteint la vitesse de 72km/h au point B.
    1)Quel est le travail de la résultante S des forces qui s'exercent sur le {skieur} sur le parcours AB?
    2) les forces étant supposées constantes, calculer la valeur de la résultante.
    3)on suppose que l'ensemble des forces de frottements est équivalent à une force de valeur F=100N. calculer l'intensité de la force exercée par le cable sur le skieur.
    4)au point B, le skieur lâche le câble et aborde un tremplin de longueur BC=10m (C est en hauteur), l'angle que fait le plan incliné avec l'horizontal fait °; les frottements moyens sur le trajet équivalent à une force constante f=500N
    calculer la vitesse du skieur en C
    5)il quitte le tremplin en C (il saute), on néglige les frottements de l'air; la vitesse en D (sommet de la trajectoire) est ; calculer la hauteur du point D(prendre comme origine des altitudes celle du plan d'eau)
    6)quelle est la vitesse du skieur quand il retombe sur l'eau.
    NB: on prendra g=10N/kg
    a+

  9. Publicité
  10. #7
    nephyt

    Re : Renseignements Energie cinétique !

    Bon j'ai essayé tant bien que mal à faire tes exercices, et je me sens vraiment largué .

    Exercice 1 :
    Il suffit d'appliquer la définition de l'énergie cinétique :
    1) Ec=1/2mv²
    2) Je ne vois pas comment y arriver :s

    Exercice 2 :
    1)Bilan des forces :
    Le poids P
    Le réaction des skis sur l'eau R
    La force de tension du fil T
    Les frottements de l'air F

    Le travail est moteur ?

    2)Si la somme des forces est constante alors R = P = T = F = 686N ?

    3)On projette ?

    4)Théorème de l'Ec ?

    5)6) aucune idées :s

  11. #8
    matthieu174

    Re : Renseignements Energie cinétique !

    re,
    exo 1
    1) oui
    2) essai le théorème de l'énergie cinétique entre A et B (B, le point où,la balle s'arrete, donc Vb=0m/s)
    exo 2 (c'est vrai qu'il est plus dur)
    il faut appliquer pratiquement à chaque question le théorème de l'énergie cinétique
    mais 2) non pas du tout je crois que tu as confondu la résultante S et la réaction du support R, et dire que les forces sont constantes ne veut pas dire que R=F=..., mais que leur intensité ne varie pas, ainsi que leur direction et leur sens (on ne peut calculer le travail d'une force que si elle est constante, du moins en première S, je suppose qu'il y a quand même des moyens de le faire)
    3) oui, bonne idée
    4) oui, dès qu'on parle de déterminer une vitesse, tu peux être pratiquement sur qu'il faut l'utiliser
    a+

  12. #9
    fitzounet

    Re : Renseignements Energie cinétique !

    exercice 1 question 2 : un réflexe en 1s : pas de frottements => Ec+Ep = constante. et à l'altitude max, ça veut dire qu'il va redescendre, donc vitesse nulle, donc Ec nulle. avec ça tu devrais réussir, si t'as encore des pbms n'hésite pas.

  13. #10
    matthieu174

    Re : Renseignements Energie cinétique !

    re,
    bon comme j'ai pas trop envie que tu te plantes alors que t'as pris la peine de demander des renseignements, je vais te filer le début de la solution:
    exo 1
    Pendant tout l'exercice on étudiera le système {balle de fusil} dans le référentiel terrestre (galiléen). Les forces qui s'exercent sur ce système pendant son mouvement sont son poids et les frottements de l'air qui seront négligés.
    1) On a v=500ms et m=2.20g. Soit Ec l'énergie cinétique de la balle à la sortie du canon. On applique le théorème de l'énergie cinétique entre A et B: Ec=1/2*m*v² donc donc Ec=275 J.
    2) Soit A le point où la balle sort du canon et B le point le plus haut de la trajectoire de la balle. On pose h=AB. On a : (car la vitesse de la balle est nul en B donc l'énergie cinétique en B est nul aussi et comme les frottements sont négligées, donc


    exo2
    Pendant tout l'exercice on étudiera le système {skieur nautique} dans le référentiel terrestre (galiléen). Les forces qui s'exercent sur ce système pendant son mouvement sont son poids, la résistance du support (l'eau) et les frottements de l'air et de l'eau. On a 72km/h=20m/s
    1)On applique le théorème de l'énergie cinétique entre A et B: :

    2) Les forces sont constantes donc est constante donc or, en tout point de la trajetoire, le vecteur variation de vitesse est parallèle au plan d'eau et son sens est de A vers B(le mouvement est accéléré). D'après la deuxième loi de Newton, a la même direction et le même sens que le vecteur variation de vitesse. et sont donc colinéaire et de même sens donc:


    voilà je te laisse faire la suite mais si tu as des questions n'hésites pas en espérant t'avoir aider
    a+

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