Lien : Conservation EM

NOM :
GROUPE :
LA CONSERVATION DE L'ENERGIE MECANIQUE
AU COURS DE LA CHUTE LIBRE D'UNE BILLE
Fiche TD
Rappel : un objet immobile ( V = 0 m/s ), de masse m, se trouvant à l'altitude h, possède de
l'énergie liée à sa position : c'est l'énergie potentielle EP = m . g . h = P . h
( g = 10 N/kg )
Un objet en mouvement à la vitesse V et se trouvant à l'altitude zéro possède de l'énergie liée
à sa vitesse : c'est l'énergie cinétique EC = ½ . m . V2 .
Un objet en mouvement à la vitesse V et à une altitude h possède donc de l'énergie cinétique
et de l'énergie potentielle.
L'énergie mécanique EM d'un objet est la somme de son énergie potentielle et de son
énergie cinétique : EM = EC + EP = ½ . m . V2 + m . g . h
Expérience : on lâche en chute libre et sans vitesse initiale une bille de
masse m = 100 g. On enregistre ci-contre sa chronophotographie.
Un ensemble de capteurs de vitesse mesure la vitesse de la bille à
des altitudes différentes ( 1 m – 0,9 m – 0,8 m , …….. , 0,1 m – 0 m ).
Ces valeurs sont consignées dans le tableau ci-dessous à compléter :
Altitude h (m)
Vitesse V de la bille ( m/s )
EP = m . g . h ( J )
E C = ½ . m . v2 ( J )
Energie mécanique EM ( J )
1
0
0,9
1,41
0,8
2
0,7
2,45
0,6
2,83
Altitude h (m)
Vitesse V de la bille ( m/s )
EP = m . g . h ( J )
E C = ½ . m . v2 ( J )
Energie mécanique EM ( J )
0,4
3,46
0,3
3,74
0,2
4
0,1
4,24
0
4,47
0,5
3,16
Tu traces sur le même graphique EC , EP et EM .
Energie
(J)
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
h(m)
Comment évoluent EC , EP et EM au cours de la chute ? Conclusion.
Réponse : …………………………………………………………………..………………………………. .
LA CONSERVATION DE L'ENERGIE MECANIQUE
AU COURS DE LA CHUTE LIBRE D'UNE BILLE
Correction
Rappel : un objet immobile ( V = 0 m/s ), de masse m, se trouvant à l'altitude h, possède de
l'énergie liée à sa position : c'est l'énergie potentielle EP = m . g . h = P . h
( g = 10 N/kg )
Un objet en mouvement à la vitesse V et se trouvant à l'altitude zéro possède de l'énergie liée
à sa vitesse : c'est l'énergie cinétique EC = ½ . m . V2 .
Un objet en mouvement à la vitesse V et à une altitude h possède donc de l'énergie cinétique
et de l'énergie potentielle.
L'énergie mécanique EM d'un objet est la somme de son énergie potentielle et de son
énergie cinétique : EM = EC + EP = ½ . m . V2 + m . g . h
Expérience : on lâche en chute libre et sans vitesse initiale une bille de
masse m = 100 g. On enregistre ci-contre sa chronophotographie.
Un ensemble de capteurs de vitesse mesure la vitesse de la bille à
des altitudes différentes ( 1 m – 0,9 m – 0,8 m , …….. , 0,1 m – 0 m ).
Ces valeurs sont consignées dans le tableau ci-dessous à compléter :
Altitude h (m)
Vitesse V de la bille ( m/s )
EP = m . g . h ( J )
E C = ½ . m . v2 ( J )
Energie mécanique EM ( J )
1
0
1
0
1
0,9
1,41
0,9
0,1
1
0,8
2
0,8
0,2
1
0,7
2,45
0,7
0,3
1
0,6
2,83
0,6
0,4
1
Altitude h (m)
Vitesse V de la bille ( m/s )
EP = m . g . h ( J )
E C = ½ . m . v2 ( J )
Energie mécanique EM ( J )
0,4
3,46
0,4
0,6
1
0,3
3,74
0,3
0,7
1
0,2
4
0,2
0,8
1
0,1
4,24
0,1
0,9
1
0
4,47
0
1
1
0,5
3,16
0,5
0,5
1
Tu traces sur le même graphique EC , EP et EM .
Energie
(J)
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
h(m)
Comment évoluent EC , EP et EM au cours de la chute ? Conclusion.
Réponse : EC augmente , EP diminue , EM reste constant. En l'absence de frottements l'énergie
mécanique d'un système se conserve.