Exercice sur l'énergie cinétique, mécanique et de position.

[invitecbfbe113]

Bonjour,
Je suis en première S au CNED et j'ai beaucoup de mal à résoudre à un exercice de physique ou du moins certaines questions.
Voici l'énoncé:
On considère un cycliste et son vélo se déplaçant en ligne droite. L’ensemble a une masse
m = 85 kg. On négligera les frottements dans cet exercice. L’intensité de la pesanteur est
g = 9,8 N.kg–1.

Dans une première partie, le cycliste se déplace sur un sol horizontal à la vitesse
constante v = 20 km.h–1. Cette position sera prise comme origine pour l’énergie potentielle
de pesanteur.
1.1. Calculer son énergie cinétique.
1.2. En déduire son énergie mécanique.
 Le cycliste aborde une côte dont la pente est de 3° (l’angle que fait la côte avec l’horizontale).
En bas de la côte sa vitesse est toujours v =20 km.h-1. Le cycliste ne pédale pas.
2.1. Quelle distance peut-il espérer parcourir sur cette côte grâce à son élan ?
2.2. Déterminer la vitesse v’ du cycliste après qu’il a parcouru 10 m.
 Le cycliste doit s’arrêter à un stop situé 20 m après le début de la côte.
3.1. S’il ne freine pas, quelle est son énergie cinétique lorsqu’il arrive au stop ? En déduire
sa vitesse v’’.
3.2. Afin de s’arrêter au stop, il freine. Son énergie mécanique est-elle alors constante ?
Expliquer les transferts énergétiques qui ont lieu au cours du freinage. En déduire l’énergie
reçue par le système de freinage du vélo.

Ce que j'ai fait :
1.1_

20 km/h est égal à 5,6 m/s.
La formule de l'énergie cinétique est Ec = mv²
soit*:
Ec = * 85 * 5,6²
= 1332,8
L'énergie cinétique du cycliste est de 1332,8 joule.

1.2_

L'énergie mécanique est égale à l'énergie cinétique puisqu'elle est l'addition de l'énergie potentielle de pesanteur et l'énergie cinétique ( Em = Ec + Ep).
Puisque l'énergie potentielle de pesanteur est égale à 0 car h est égal à 0 donc Em = Ec = 1332,8.

2.1_
Le cycliste montera sur la côte de h = tel que mgh = 1312 ce qui donne h =
ce qui est égal environ à 1,59m. Soit d= = = 30,38 m.



Je suis donc bloqué à partir de la 2.2. Si quelqu'un aurait la gentillesse de m'aider ce serait sympa.
Merci par avance de votre aide.
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[invitef29758b5]

Salut
Ec = mv² ???
C' est nouveau ?

[invitecbfbe113]

En fait c'est 1/2 mais écrit sur oppenoffice avec le maths les fractions sur ce site ne sont pas pris en compte

[invitef29758b5]

Le 2.2 c' est l' inverse du 2.1

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitecbfbe113]

C'est-à-dire?

[invitef29758b5]

Le 2.1 tu as calculé la la hauteur en fonction de l' énergie .
Le 2.2 tu connais la hauteur .

[invitecbfbe113]

Je ne vois pas comment faire

[invite6e201727]

Bonjour premièrement, tu as trouvé l'énergie mécanique initiale au 1.1. En utilisant le principe de la conservation de l'énergie on en déduit que l'énergie mécanique finale est égale à l'énergie mécanique initiale. Donc dans notre cas, l'énergie mécanique au bas de la côte est égale à l'énergie mécanique lorsqu'il franchi 10 mètres. Cependant, notre fonction énergie initiale comporte un seul terme soit ½mvi² tandisque que la fonction énergie finale comporte deux termes soit ½mvf² et mghsin3 donc avec l'équation suivante tu devrais être en mesure d'isoler vf qui est la vitesse finale : ½mvi² =½mvf²+mghsin3.
J'espere que cela va t'aider.

[invitecbfbe113]

Bonjour,
Excusez moi mais j'ai vraiment du mal avec tout ça
Pourriez vous me donner des astuces s'il vous plaît?
Merci.

[invitef29758b5]

L' énergie mécanique totale est constante , et tu la connais .
Elle se partage en cinétique et potentielle .
Si tu peux calculer une de ces énergies tu en déduit l' autre .
Laquelle est calculable en 2.2 ?

[invitecbfbe113]

Heu.... L'énergie cinétique ?

[invitef29758b5]

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