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c) Quelles énergie potentielle, énergie cinétique et vitesse possédait la pomme au milieu de sa chute? Exercices sur l'énergie mécanique (Corrigé) 1

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1 eSpécialité Physique Chimie

CHAPITRE 13

ASPECTS ÉNERGÉTIQUES

DES PHÉNOMÈNES

MÉCANIQUES

EXERCICES

Wulfran Fortin

Liste des exercices

LISTE DES EXERCICES

1

Énergie cinétique

Exercice 1

Exercice 2

Exercice 3

Exercice 4

2

T ravaild"une f orce

Exercice 5

Exercice 6

Exercice 7

Exercice 8

Exercice 9

Exercice 10

Exercice 11

Exercice 12

Exercice 13

Exercice 14

Exercice 15

3

Théorème de l"énergie cinétique

Exercice 16

Exercice 17

Exercice 18

Exercice 19

Exercice 20

Exercice 21

Exercice 22

LISTE DES EXERCICES

Exercice 23

Exercice 24

4

Énergie potentielle de pesanteur

Exercice 25

Exercice 26

Exercice 27

5

Énergie mécanique

Exercice 28

Exercice 29

Exercice 30

Exercice 31

Exercice 32

Exercice 33

Exercice 34

Exercice 35

1Énergie cinétique

1 ÉNERGIE CINÉTIQUE

Exercice 1

Énoncé

D"après Belin 2019.

Un TGV de480tonnesroule à une vitesse

constante de390km.h-1. Son énergie ci- nétique a pour valeur

1.3.65×107J

2.2.82×109J

3.2.82×106J

4.2.60×107J

1 ÉNERGIE CINÉTIQUE

Correction

E c=12

×m×v2

12

×480t×390km.h-12

12 2 =2.82×109J

La bonne réponse est donc la2.

1 ÉNERGIE CINÉTIQUE

Exercice 2

Énoncé

D"après Hatier 2019.

Dans le référentiel terrestre une voiture de massem=1.0ta une énergie cinétique E c=1.6×105J.

Calculer sa vitessevet l"exprimer en kilo-

mètre par heure.

1 ÉNERGIE CINÉTIQUE

Correction

On isole la vitesse dans la formule de l"éner-

gie cinétique pour pouvoir calculer sa valeur E c=12

×m×v2

2×Ec=m×v2

2×Ecm

=v2 v=v t2×Ecm =v t2×1.6×1051000 =17.9m.s-1 =64km.h-1

1 ÉNERGIE CINÉTIQUE

Exercice 3

Énoncé

D"après Belin 2019.

Un enfant joue avec son pistolet qui tire des

fléchettes de massem=10g. L"énergie ci- nétique d"une fléchette estEc=1.6J. Déterminer la vitesse d"une fléchette à la sortie du pistolet.

1 ÉNERGIE CINÉTIQUE

Correction

Après avoir donné la formule de l"énergie ci- nétique, on isole la vitesse pour pouvoir la calculer E c=12

×m×v2

2×Ec=m×v2

2×Ecm

=v2 v=v t2×Ecm v=vt2×1.6J0.10×10-3kg v=17.9m.s-1

1 ÉNERGIE CINÉTIQUE

Exercice 4

Énoncé

D"après Belin 2019.

Le système de récupération de l"énergie ci- nétique(SREC) est un système de freinage qui est capable de récupérer70 %de l"éner- gie cinétique perdue lors du freinage d"une voiture de course. Une formule 1 roule en ligne droite à340km.h-1et freine aux abords d"un virage, sa vitesse passe alors

à200km.h-1. La masse de la voiture est

m=605kg. a.Déterminer l"énergie cinétique perdue au cours du freinage. b.Après le virage, le pilote décide d"accélé- rer à nouveau en utilisant l"énergie stockée dans le SREC. Estimer la vitesse qu"il peut atteindre sans consommer d"essence.

1 ÉNERGIE CINÉTIQUE

Correction

a.La variation d"énergie cinétique est E cinitiale=12 2 =2.698×106J E cfinale=12 2 =0.934×106J ∆Ec=Ecfinale-Ecinitiale =-1.76×106J b.L"énergie cinétique stockée est

E=70 %×∆Ec

=0.70×1.76×106 =1.24×106J

La nouvelle énergie cinétique disponible

sera E c=0.934×106J+1.24×106J =2.17×106J

1 ÉNERGIE CINÉTIQUE

Elle correspond a une vitesse

E c=12

×m×v2

v=v t2×Ecm =v t2×2.17×106J605 =84.7m.s-1 =305km.h-1

2T ravaild"une f orce

2 TRAVAIL D"UNE FORCE

Exercice 5

Énoncé

D"après Belin 2019.

Une force est conservative si

1. son tr availest n ul 2. l"énergie mécanique est constante 3. son tr availne dép endpas du chemin suivi 4. elle est constante

2 TRAVAIL D"UNE FORCE

Correction

Réponse3.

2 TRAVAIL D"UNE FORCE

Exercice 6

Énoncé

D"après Hachette 2019.

À l"aide de la figure

1 calculer le tr availde BAM =30 o

50 cmFigure 1

la force constante -→Fdont la valeur estF=

3.0Nlors d"un déplacement du point d"ap-

plicationMdeAàB.

2 TRAVAIL D"UNE FORCE

Correction

W

AB€-→FŠ

=-→AB·-→F =AB×F×cos(30o) =0.50×3.0×0.866 =1.3Jquotesdbs_dbs4.pdfusesText_8