Chapitres
I/ Chute libre
A) Définition
Un objet est en chute libre lorsqu'il est soumis uniquement à son poids.
B) Etude expérimentale (Cliquer ici pour voir le TP)
A l'aide d'un système de capteurs optiques, on mesure la vitesse V de la bille pour différentes hauteurs de chute h. On trace le graphe V2=f(h) représenté ci-dessous:
Remarques:
- L'ordonnée à l'origine de la droite représente le carré de la vitesse à l'instant t=0, c'est à dire le carré de la vitesse initiale. On la note Vo2.
- La valeur numérique du coefficient directeur est a=19,6m.s-2. On constate que a2.g (g: intensité de la pesanteur: g=9,81m.s-2 à Paris). On peut donc en déduire une expression de V2:
V2 = 2.g.h + Vo2 |
C) Interprétation énergétique
Le travail du poids de la bille est:
WAB() = m.g.(zA-zB) | => | WAB() = +/- m.g.h |
| => |
| ||||||||||
=> | WAB() = 1/2.m.V2 - 1/2.m.Vo2 |
II/ Energie cinétique d'un solide en translation
A) Définition
L'énergie cinétique d'un solide est l'énergie qu'il possède du fait de son mouvement. Pour un solide en translation:
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|
B) Variation d'énergie cinétique et travail des forces extérieures
Cas de la chute libre
Soit un solide en chute libre d'un point A vers un point B. D'après le 3.,
WAB() = 1/2.m.VB2 - 1/2.m.VA2 | => | WAB() = Ec(B) - Ec(A) |
En posant DEc = Ec(B) - Ec(A) ou DEc représente la variation d'énergie cinétique, on obtient:
DEc = WAB() |
La variation de l'énergie cinétique de la bille entre deux positions A et B est égale au travail de son poids entre A et B.
Remarque: C'est le travail du poids qui a permis d'augmenter l'énergie cinétique. Le travail du poids a réalisé un transfert d'énergie.
Généralisation: Théorème de l'énergie cinétique
La variation d'énergie cinétique d'un solide en translation dans un référentiel galiléen, entre deux positions A et B, est égale à la somme des travaux des forces extérieures appliquées au solide entre le positions A et B.
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Remarques:
- Le référentiel terrestre est supposé Galiléen en première approximation. Le théorème de l'énergie cinétique est donc vérifié dans le référentiel terrestre.
- Un transfert d'énergie s'effectue du fait du travail des forces extérieures . Le travail mécanique est un mode de transfert d'énergie.
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Salut
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Bonne journée !
Je voudrai des cours
Oui
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