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 1/2 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=Fv P W(Error!1, Error!2) = M(Error!1, Error!2) = C = Error! = Error! Ph. Georges Sciences 2/2