DST 12-02-2015

NOM:
Collège Notre Dame Sévigné
Prénom:
Note:
DST physique/chimie
L’énergie cinétique et l’énergie de position
Observations:
PAI
Le sujet est à coller sur la première page de la copie. Sans le plier. Merci.
L’usage de la calculatrice est autorisé.
Exercice 1 La gravité sur Jupiter (6pts)
Jupiter est la cinquième et la plus grosse planète du système
solaire. C’est une géante gazeuse. Elle est connue depuis la
préhistoire.
On souhaite comparer le poids sur Terre et sur Jupiter. Pour cela on
trace les graphiques suivants :
Jupiter
Terre
1. Quelle est l’allure de ces deux courbes ? (0,5pt)
2. Que peut-on en déduire ? (0,5pt)
3. Déterminez graphiquement la valeur du poids sur Terre et sur Jupiter d’un objet de masse
5kg. (1pt)
4. En déduire les valeurs des intensités de pesanteur dur Jupiter et sur Terre. (2pts)
5. Quelle est la masse d’un objet dont le poids est de 300N sur Jupiter ? (1pt)
6. En déduire la masse de cet objet sur Terre. (0,5pt)
7. Quel est le poids de cet objet sur Terre ? (0,5pt)
Exercice n°2 Pistolet à billes (4pts)
1. Rappelez l’expression de l’énergie cinétique Ec d’un corps de masse m se déplaçant à la
vitesse v. (1pt)
2. Montrez que la vitesse v d’un objet a pour expression : (1pt)
v=
3. Un pistolet à billes présente les caractéristiques suivantes :
Relevez l’indication concernant l’énergie
cinétique en l’écrivant correctement.
(0,5pt)
4. Sachant que la masse des billes lancées par le pistolet est m = 0,12g, calculez la vitesse
de la bille en sortie de pistolet en km/h. (1,5pts)
Exercice n°3 Saut à l’élastique (3pts)
Un homme de 85kg saute d’un pont haut de 60 m par rapport
à une rivière. Quand l’élastique est tendu au maximum, sa
longueur est de 32m.
1. Rappelez l’expression de l’énergie de position d’un
corps de masse m. (1pt)
2. Calculer l’énergie de position Ep1 du sauteur en haut du
pont. (1pt)
3. Calculez l’énergie de position Ep2 du sauteur en bout de
saut (élastique tendu). (1pt)
Donnée : on prendra g = 9,8N/kg
Exercice n°4 Prévention routière (6pts)
« A 60km/h, la violence d’un choc équivaut à une chute verticale
du haut d’un immeuble de 5 étages »
1. Ce message de la prévention routière compare deux types
d’énergie. Lesquelles ? (0,5pt)
2. Pourquoi sur le graphique ci-contre, le nombre d’étages de
l’immeuble n’est-il pas proportionnel à la vitesse ? (0,5pt)
3. Si une personne pèse 65kg, quelle est son énergie
cinétique à 60m/h ? (2pts)
4. Par analogie, en déduire la hauteur de l’immeuble qui
correspondrait à une chute verticale de même énergie.
(2pts)
5. En prenant 2,8m pour un étage, vérifier le message de la
prévention routière. (1pt)
Exercice n°5 La balançoire
(1pt)
Julie se balance sur une balançoire. Parmi
les graphiques suivants, quel st celui qui
représente
correctement
les
variations
d’énergies au cours du temps ?
L’énergie Em est la somme des énergies
cinétique et de position :
Em = Ec + Ep
PARTIE A COLLER