Chap11_Energie

La force est l'agent du changement,
l'énergie est une mesure du changement du système (élévation,
changement de vitesse, changement de température,
contraction, combustion,..) .
L'énergie pure n'existe pas. Suivant le système considéré et la
nature du changement, on lui associera
une énergie mécanique (énergie cinétique et potentielle)
une énergie thermique,
une énergie électrique,
une énergie de rayonnement,
une énergie nucléaire...
La propriété fondamentale de l'énergie est de pouvoir changer
de forme : elle se transfère et modifie sa nature.
 L’énergie cinétique de translation est associée aux
variations de vitesse d’un solide
1 2
EC  mv
2
 EC : énergie cinétique en Joules

m : masse en kg
v : vitesse (en m  s 1 )

 L’énergie cinétique de rotation est associée aux
variations de vitesse de rotation d’un solide
 (rad/s)
J
vm1  r1  
vm2  r2  
R
r1
1
MR 2
2
M
r2
EC 
1
J  2
2
 EC : énergie cinétique en Joules

 J : moment d'inertie en kg  m²
 : vitesse angulaire (en rad  s 1 )

 (rad/s)
J  MR 2
R
M
Roue Maxwell
 L’énergie potentielle de pesanteur ou de position est
associée aux variations d’altitude d’un solide
 E p : énergie potentielle en Joules

EP  m  g  h m : masse en kg
h : altitude perdue en m

 L’énergie potentielle élastique est associée aux
déformations réversibles d’un solide
l
Au repos
Solide
l> l0
Allongé
Solide
l< l0
Comprimé
Solide
 E p : énergie potentielle élastique en Joules
1
2
EP  k  x k : raideur du ressort en N  m1
2
 x   : contraction du ressort en m
0

 L’énergie mécanique est la somme des énergies cinétique
et potentielle s’il n’y a pas de pertes
 E p : énergie potentielle élastique en Joules

Em  Ec  E p  C te  Ec : énergie cinétique en Joules
 E : énergie mécanique en Joules
 m
Si on a des pertes: la
puissance de pertes est
Em
Pperte
t
Em 2  Em1

t2  t1
 Utiliser le logiciel AVIMECA et la vidéo « Chut_ball_tennis » puis «medball_para» ou
« petanque »
 Prendre l’origine des axes
 Fixer l’origine temporelle au moment du lâcher de la balle
 Etalonner les distances à l’aide d’un élément connu (table=0.72m ou montant fenêtre = 1,1 m)
 Noter les positions du centre de la balle le long de sa course
 Copier le fichier mesure dans le PP (Presse Papier), ouvrir un fichier Excel et coller les mesures
Pour la présentation du fichier :
 Calculer la vitesse verticale VY (VY2=(Y3-Y1)/(t3-t1) et la vitesse horizontale VX le cas échéant
 EN déduire la vitesse V²=Vx²+Vy²
 Calculer à chaque instant l’énergie potentielle EP sachant que la masse de la balle est de 57 g
et que l’accélération de la pesanteur est g=9.81 m.s-2.
 Calculer à chaque instant l’énergie cinétique EC
 Calculer l’énergie mécanique totale
 Tracer sur un même graphique les courbes EP, EC et EM en fonction du temps (nuages de
points).
 Faire un compte-rendu sur un fichier « word » : ce compte-rendu doit comporter vos noms,
l’énoncé, le tableau de mesures correctement présenté, les courbes de variation des énergies
avec repérage de ces courbes.
 Que peut-on en déduire de l’énergie mécanique de la balle lors de son mouvement ?
Chut_Ball_tennis
Medball_para
pétanque
 Hachette p 251
QCM Hachette p 251
Energie mécanique Hachette p 251
 A la montagne Hachette p 251
 Système masse ressort Hachette p 252