Sequence 10 - énergie cinétique

Alban du Plessis Energie cinétique
Collège des Tilleuls – Annecy Page 1 sur 9 Physique - Chimie
Séquence 10 : énergie cinétique et sécurité routière
Cours niveau troisième
Objectifs :
- Connaître, comprendre et savoir utiliser la formule donnant l’énergie cinétique
d’un solide en translation
- Savoir que l’énergie cinétique se mesure en joules (J)
- Savoir que la distance de freinage croît plus rapidement que la vitesse
Voir également votre manuel pages 136 à 138.
Rappels : ce que vous savez déjà
- la masse correspond à une quantité de matière, elle s’exprime en
kilogrammes (kg)
- Plus un véhicule se déplace rapidement, plus il lui faut de distance
pour s’arrêter
- Plus un véhicule se déplace rapidement plus les dégâts sont
importants en cas d’accident
Définition
Vitesse : distance parcourue par unité de temps. L’unité de la vitesse est le mètre
par seconde (m/s). Un objet se déplaçant à 5 m/s parcours 5 mètres chaque
seconde.
Energie cinétique : l’énergie cinétique est l’énergie que possède un corps du fait de
son mouvement.
Situation
Le document ci-contre présente le taux de
mortalité d’un piéton lors d’un choc avec
une voiture en fonction de la vitesse de la
voiture.
Décrire la situation et proposer une
explication :
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BSR
Le BSR (Brevet de Sécurité Routière) a été mis en place en 1997 car le nombre
d'adolescents victimes d'accidents de cyclomoteur 50cm3 (mobylette et scooter) ne
cessait de croître...
Concrètement, le BSR consiste en un examen à la fois théorique et pratique des
aptitudes à rouler en deux roues 50cm3 dans de bonnes conditions. Une fois cet
examen réussi, le jeune reçoit une attestation qu'il devra pouvoir présenter aux
forces de l'ordre. Si le jeune se trouve dans l'incapacité de présenter son certificat de
BSR, il est passible d'une amende forfaitaire de 35 €.
Vous pouvez passer l'examen pratique du BSR dans les auto et moto-écoles
agréées. Cette prestation est payante (de 70 € à près de 300 € selon les
établissements) et nécessite de présenter l'ASSR (Attestation Scolaire de Sécurité
Routière).
L’énergie cinétique
Camille Honnête roule en vélo à vive allure. Elle percute un moustique. Elle ne le
remarque même pas. Un peu plus loin, elle percute un gros bourdon et cela lui laisse
une grosse marque rouge sur la joue. Pourquoi ?
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On peut donc en conclure que l’énergie cinétique dépend de :
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L’énergie cinétique : la formule
On note l’énergie cinétique Ec, la masse m et la vitesse v. La formule permettant de
calculer l’énergie cinétique est :
Avec : Ec, l’énergie cinétique exprimée en joules (J)
m, la masse de l’objet en kilogrammes (kg)
v, la vitesse de l’objet, en mètres par seconde (m/s)
Attention ! La vitesse s’exprime en mètre par seconde (m/s) et non pas en kilomètre
par heure (km/h). Il faut donc être capable de convertir une vitesse donnée en km/h
en m/s.
Conversions de vitesses
Pour passer de km/h à m/s
Charles Attant roule en ville à 45 km/h. Comment connaître sa vitesse en m/s ?
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Conclusion :
Pour convertir des km/h en m/s, il faut …………………………………………………….
Pour passer de m/s à km/h
C’est l’opération inverse, il faut ……………………………………………………………..
On retient :
km/h m/s
Compléter le tableau ci-dessous
Vitesse
En km/h
En m/s
Piéton
4
Vélo
20
Voiture
25
Avion de ligne
900
Avion de chasse
400
Fusée
11 000
Lumière
300 000 000
Compréhension et utilisation de la formule de l’énergie cinétique
Préambule :
Prenons deux balles de même diamètre mais ayant des masses différentes (balle de
tennis et boule de pétanque par exemple). Pesons les.
Masse de la balle de tennis : …………………………..
Masse de boule de pétanque :……………………
On constate que ces deux balles ont à peu près le même diamètre mais des masses
différentes.
Plus un objet est lâché de haut, plus sa vitesse lorsqu’il atteint le sol est importante.
On admettra ici qu’une balle de tennis et une boule de pétanque lâchées d’une
même hauteur atteignent le sol à la même vitesse si cette hauteur n’est pas trop
importante (car on peut négliger les frottements de l’air).
Expérience :
En prenant en compte les informations du préambule, proposer un protocole
expérimental permettant de mettre en évidence l’influence de la vitesse sur l’énergie
cinétique :
On divise par 3,6
On multiplie par 3,6

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Réponse :
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Résultats :
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En prenant en compte les informations du préambule, proposer un protocole
expérimental permettant de mettre en évidence l’influence de la masse sur l’énergie
cinétique :
Réponse :
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Résultats :
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