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.