ÉNERGIE MÉCANIQUE

Bac Pro
date :
ÉNERGÉTIQUE : ÉNERGIE MÉCANIQUE
I- Calculer l'énergie cinétique d'un véhicule de 900 kg lancé à la vitesse de 45 km/h, puis à 90 km/h.
Que constate-t-on ?
II- Une balle de fusil a une vitesse de 700 m/s.
Calculer l'énergie cinétique de cette balle de masse 5,5 g.
III- Le frein à main d'une automobile arrêter au sommet d'une colline haute de 35 mètres lâche. L'automobile a une
masse de 870 kg.
1. Calculer la vitesse atteinte par l'automobile en bas de la colline (les frottements sont négligés).
2. La vitesse atteinte dépend-elle de la masse de l'automobile ?
IV- Une bille d'acier est lâchée sans vitesse initiale. Elle passe successivement devant des capteurs d'une chaîne de
chronicité reliés à un système informatique par une interface.
La bille d'acier se déplace du capteur C0 vers le capteur C4 situé à l'altitude de référence.
Les résultats expérimentaux obtenus avec une bille de 7,6 g sont recensés dans le tableau suivant.
capteur
C0
C1
C2
C3
C4
hauteur z (m)
1,1
0,8
0,5
0,2
0
temps t (s)
0
0,24
0,34
0,42
0,47
vitesse v (m/s)
0
2,42
3,41
4,2
4,63
1. Calculer pour chaque point de mesure, l'énergie potentielle EP, l'énergie cinétique EC et l'énergie mécanique Em.
capteur
C0
EP (
)
EC (
)
Em (
)
C1
C2
C3
C4
2. Représenter sur un même graphique les énergies EP, EC et Em.
3. L'énergie mécanique de la bille est-elle conservée pendant la chute ?
Le système étudié forme-t-il un système isolé ?
Ph. Georges
Sciences
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Bac Pro
date :
ÉNERGÉTIQUE1
I- Un barrage hydroélectrique a une retenue d'eau d'un volume de 40.10 6 m 3.
L'altitude de la retenue est de 400 m par rapport à l'usine de production d'électricité.
Calculer l'énergie potentielle de la retenue.
II- La résistance à l'avancement d'une auto circulant à 126 km/h est de 800 N.
Déterminer la puissance mécanique développée par le moteur pour vaincre cette résistance.
III- Une centrale hydroélectrique est situé à une altitude de 1500 m alors que sa retenue d'eau est à l'altitude de
2500 m. Le débit moyen de l'alimentation en eau est Q = 50 m3/s.
La vitesse de l'eau à la sortie de la centrale est 10 m/s.
1. Calculer l'énergie potentielle de la masse d'eau qui s'écoule en une minute vers la centrale.
2. Déterminer l'énergie cinétique de cette masse d'eau à son arrivée à la centrale (l'énergie mécanique se
conserve).
3. Calculer l'énergie cinétique de l'eau à la sortie de la centrale.
4. En déduire l'énergie fournie à l'installation ainsi que la puissance absorbée.
5. Le rendement de la centrale est de 60 %, calculer la puissance électrique fournie.
IV- Un escalier roulant transporte en moyenne 20 personnes d'un poids de 800 N par minute du rez-de-chaussée au
premier étage. La hauteur d'un étage est de 5 mètres.
Le moteur d'entraînement délivre une puissance mécanique de 3 kW.
1. Calculer le travail du poids des personnes transportées.
2. En déduire la puissance mécanique nécessaire.
3. Déterminer le rendement du système.
V- Un jeu de fête foraine consiste à propulser un chariot de 100 N sur des rails horizontaux, puis verticaux, pour
déclencher une sonnerie.
Lors d'un essai, le chariot acquiert une vitesse de 6 m/s à la fin de la partie horizontale.
1. Calculer l'énergie cinétique du chariot à la fin de la partie horizontale.
2. Déterminer la hauteur atteinte si le chariot se déplace avec un frottement négligeable (l'énergie mécanique se
conserve).
1
Formulaire
EC = Error!  m  v2
= C  WA Error! B (Error! ) = F  AB
Ep = m  g  z
P = Error! = Error!
P=Fv
P
W(Error!1, Error!2) = M(Error!1, Error!2)   = C  
  = Error! = Error!
Ph. Georges
Sciences
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