De quoi dépend l`énergie cinétique de la voiture

Energie cinétique, ASSR.
Détermination de la relation entre Ec, m et v.
FM n° 4
Objectif : « Décrire le comportement de l'énergie cinétique en fonction de la masse et de la vitesse. » « La relation
donnant l’énergie cinétique d’un solide en translation est Ec = ½ m.v 2. L’énergie cinétique se mesure en joule (J). »
Place dans la progression : Ont été définies l’énergie cinétique, l’énergie de position et l’énergie mécanique.
Analyse et exploitation de documents.
Mr Casadei, ingénieur chez Renault, a eu l’idée suivante : on envoie le projectile à étudier sur un tube qui
se replie plus ou moins selon l’énergie cinétique du projectile. Voici deux orgues de Casadei, formés des
tubes enfoncés par des projectiles dont on a fait varier…
…que la vitesse :
…que la masse :
La flèche blanche indique la
distance à mesurer.
, en
La vitesse du projectile est indiquée en km/h
50 g ; 40 g ; 30 g ; 20 g ; 10g ; 0 g
Mesurez les enfoncements en mm ,
en fonction de la masse utilisée et
regroupez vos résultats dans un
tableau.
Tracez une courbe représentant
l'évolution de l'enfoncement du tube
en fonction de la masse du
projectile utilisé.
Quelle interprétation pouvez-vous
faire de la courbe obtenue?
Mesurez les enfoncements en mm, en fonction de la
vitesse et regroupez vos résultats dans un tableau.
Tracez une courbe représentant l'évolution de
l'enfoncement du tube en fonction de la vitesse du
projectile utilisé..
Quelle interprétation pouvez-vous faire de la courbe
obtenue?
Bilan.
Evolution de l'écrasement
en fonction de la masse.
0 10
0 18
20
40
30
58
40
77
50
98
Longueur ( mm )
Masse ( en g )
Longueur ( en mm )
« Longueur » correspond à la longueur de l'écrasement.
On observe que la courbe obtenue est une droite qui passe
par l'origine.
On en déduit que les grandeurs portées en abscisses et
en ordonnées sont proportionnelles.
L'écrasement est donc proportionnel à la masse de l'objet.
0 10
0 3
20
5
30
11
40
18
50
28
60
40
70
57
80
72
100
50
0
0
10
20
30
40
50
60
Masse ( g )
Cas n°2:
Vitesse ( en km/h )
Longueur ( en mm )
150
90
89
Evolution de l'écrasement
en fonction de la vitesse.
Longueur ( mm )
Cas n°1:
« Longueur » correspond à la longueur de l'écrasement.
On observe que la courbe obtenue n'est pas une droite
passant par l'origine.
On en déduit que les grandeurs portées en abscisses et en
ordonnées ne sont pas proportionnelles.
L'écrasement n'est donc pas proportionnel à la vitesse.
100
50
0
0
20
40
60
80 100
Vitesse ( km/h )
Cas n°3:
Vitesse au carré( en km/h 0) 100 400 900 1600 2500 3600 4900 6400 8100
Longueur ( en mm )
0 3
5 11
18
28
40
57
72
89
Evolution de l'écrasement
en fonction du carré de la vitesse.
100
Longueur ( mm )
« Longueur » correspond à la longueur de l'écrasement.
On observe que la courbe obtenue est une droite qui passe
par l'origine.
On en déduit que les grandeurs portées en abscisses et
en ordonnées sont proportionnelles.
L'écrasement est donc proportionnel au carré de la vitesse.
50
0
2000
0
6000
4000
10000
8000
Carré de la vitesse ( ... )
Analyse complémentaire des résultats.
L'écrasement des tubes est le résultat d'un transfert d'énergie entre l'objet lancé et le tube.
L'énergie cinétique de l'objet lancé est transformée en énergie de déformation.
L'écrasement dépend de cette énergie de déformation donc l'écrasement est liée à l'énergie
cinétique de l'objet.
On peut donc aboutir à la remarque suivante:
puisque l'écrasement est proportionnel à la masse et au carré de la vitesse de l'objet lancé, et qu'il
est lié à l'énergie cinétique du mobile , c'est donc que l'énergie cinétique du mobile est
proportionnelle à la masse du mobile et au carré de sa vitesse.
Formule de l'énergie cinétique:
Ec = ½ x m x V2 ; Ec étant en Joule ( J ) , m en kg et V en m/s .