De la gravitation … à l`énergie mécanique Chapitre 3 : Energie
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De la gravitation … à l’énergie mécanique Chapitre 3 : Energie cinétique I- Energie de position et énergie de mouvement Expérience - On laisse tomber, de deux hauteurs différentes, une balle de golfe dans un récipient contenant du sable. - On réalise une chronophotographie de la chute de la balle lâchée sans vitesse initiale. Une chronophotographie est une série de photographies prises à des intervalles de temps réguliers. La durée t entre deux clichés consécutifs de la balle est la même. Observation Que se passe-t-il lorsqu’on laisse tomber une balle de golfe dans un récipient contenant du sable ? ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… L’effet de l’impact dépend-il de la hauteur de chute ? Si oui, pourquoi ? ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… Comment varie la distance parcourue par la balle entre deux clichés consécutifs ? Comment varie la vitesse de la balle au cours de la chute ? ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… Conclusion Un objet possède de l’énergie ……………………………………………… liée à son altitude. Un objet en mouvement possède de l’énergie ………………………………………………….... La somme de l’énergie cinétique et de l’énergie de position d’un objet constitue son énergie ………………………... Lors de la chute d’un objet, …………………………………………………… de son énergie cinétique s’accompagne d’une ………………………………………………… de son énergie de position. II- Etude de l’énergie cinétique Expérience - A l’aide d’une animation, on simule la transformation de l’énergie cinétique lors du choc d’un véhicule sur un obstacle. Un véhicule heurte un obstacle mobile. Lors du choc, le véhicule s’arrête et l’obstacle se déplace. On admet que le déplacement peut être assimilé à l’énergie cinétique du véhicule. - On étudie l’effet de la vitesse d’un véhicule d’une tonne sur le déplacement de l’obstacle. - On étudie l’effet de la masse d’un véhicule roulant à 60 km/h sur le déplacement de l’obstacle. Observation Si on double la vitesse du véhicule, l’énergie cinétique est-elle multipliée par 2 ? ……………………………………………………………………………………………………………………………… Pour une masse donnée, l’énergie cinétique est-elle proportionnelle à la vitesse du véhicule ? ……………………………………………………………………………………………………………………………… Pour une vitesse donnée, l’énergie cinétique est-elle proportionnelle à la masse du véhicule ? ……………………………………………………………………………………………………………………………… Conclusion Un objet de masse m et animé d’une vitesse v possède une énergie cinétique Ec en joule (J) telle que : …………………………………………………………… Lors d’une collision, les dégâts sont d’autant plus importants que l’énergie cinétique est élevée. III- Sécurité routière et distance d’arrêt Document Questions Compléter le tableau suivant DR = v x tR (m) v (km/h) v (m/s) tR (s) DF (m) DA = DR + DF (m) 45 90 La distance de réaction est-elle proportionnelle à la vitesse ? ……………………………………………………………………………………………………………………………… La distance d’arrêt est-elle proportionnelle à la vitesse ? ……………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… Conclusion ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………
