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energie cinetique

Posté par
sunrise-57
10-07-08 à 17:37

bonjour a tous!

faisant de petites révisions par cette chaleur étouffante, j'essaye de résoudre un exercice sur l'énergie cinétique apparemment banal, mais j'aurais besoin d'un peu d'aide...

énoncé:

un bloc rocheux, de masse 50 kg, se détache d'une falaise à 30 m du sol.

a.calculer son énergie potentielle au niveau du sol en précisant les hypothèses simplificatrices.

je pense utiliser la formule :
Ec= 1/2 m v², mais je ne connais pas la vitesse...?

b.déterminer sa vitesse au niveau du sol.

merci beaucoup

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique 10-07-08 à 17:46

Bonjour,

Peux-tu vérifier la question a ?

Ne serait-ce pas plutôt "calculer son énergie cinétique au niveau du sol en précisant les hypothèses simplificatrices"

Posté par
J-P
re : energie cinetique 10-07-08 à 17:49

L'énergie potentielle (avec le niveau du sol comme référence) du rocher à 30 m du sol est : Ep = mgh = 50 * 9,81 * 30 = 14715 J

Il y a conservation de l'énergie mécanique du rocher pendant la chute (si on néglige les frottement du rocher dans l'air)et donc:

(1/2).m.v² = 14715
v² = 2 * 14715/50

v = 24,3 m/s (vitesse du rocher juste avant l'impact avec le sol).
-----

Posté par
LeHibou
re : energie cinetique 10-07-08 à 17:55

Bonjour,

La vitesse est indépendante de la masse, comme l'a montré Galilée en laissant tomber des poids du haut de la Tour de Pise. Le mouvement répond à l'équation de la dynamique z'' = -g, où g = 9,81 m/s². En intégrant une première fois, tu auras la vitesse, à une constante près, la vitesse initiale. En intégrant une seconde fois, tu auras la position, à une seconde constante près, la position initiale. Il ne te restera plus qu'à affecter les bonnes valeurs aux constantes, et tu auras l'équation en z. Tu en déduiras le temps d'impact, et la vitesse d'imoact.

Posté par
sunrise-57
re : energie cinetique 10-07-08 à 17:56

euh! oui pardon il s'agit bien de l'énergie cinétique!

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique 10-07-08 à 17:57

Bonjour LeHibou
Bonjour J-P

LeHibou >> sunrise-57 est en première. Cette solution ne lui convient pas.
En revanche il a déjà appris les différentes formes d'énergie et leur transformation. Donc il peut comprendre la solution de J-P.

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique 10-07-08 à 17:58

sunrise-57 >> A quelles hypothèses simplificatrices penses-tu ?

Posté par
sunrise-57
re : energie cinetique 10-07-08 à 18:00

le bloc n'est soumis qu'à son poids, on néglige les autres forces?

Posté par
J-P
re : energie cinetique 10-07-08 à 18:03

Salut Coll

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique 10-07-08 à 18:03

C'est vrai.

Je crois qu'il faut continuer à raisonner en termes d'énergie.
. aucune énergie cinétique au départ : donc pas de vitesse initiale au départ ; la chute est strictement verticale ;
. aucun transfert d'énergie sur le parcours : donc pas de choc avec la paroi ni de frottements dans l'air (ce qui conduirait à un transfert d'énergie thermique, énergie cinétique des molécules de l'air)

Posté par
mijo
energie cinetique 10-07-08 à 19:55

Bonjour à tous
On put aussi écrire :
e= 1/2g t²avec e=30m et g=9,81 m/s², d'où on tire t=2,47s
Puis v=gt=9,81*2,47=24,26m/s
Et enfin E=1/2mv²=25*24,26²=14715 joules
Mais il faut avoir abordé la cinématique et le mouvement uniformément accéléré
C'est sans doute un peu plus compliqué qu'avec E=mgh

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique 11-07-08 à 09:03

Bonjour mijo

Si la première question avait été : "calculer la vitesse à l'arrivée au sol" et la seconde "quelle est la valeur de l'énergie cinétique correspondante", alors ta solution pouvait s'envisager.

Et, dans cette hypothèse, il y avait une manière encore plus directe de calculer la vitesse :

3$ \red \fbox{v\,=\,\sqrt{2.g.h}}

La démonstration de cette relation est immédiate avec le théorème de l'énergie cinétique ou en écrivant que l'énergie cinétique à l'arrivée est égale à l'énergie potentielle au départ :
(1/2).m.v2 = m.g.h
d'où
v2 = 2.g.h
et la relation encadrée ci-dessus.
De la valeur de la vitesse on peut ensuite déduire l'énergie cinétique.
_____________________

Mais je pense que, puisque la première question demande le calcul de l'énergie cinétique, il faut faire comme l'a fait J-P :
. calculer l'énergie cinétique,
. en déduire la vitesse.

Posté par
mijo
energie cinetique 11-07-08 à 11:03

Bonjour Coll
Tu as tout à fait raison, je ne donnais ça qu'à titre indicatif pour montrer qu'il y a plusieurs solutions

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique 11-07-08 à 11:20

Pas de souci...

Et tu as raison : c'est toujours bon, je crois, de montrer qu'il y a différentes possibilités de résoudre un problème.



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