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Niveau première
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énergie .

Posté par
Judi
19-05-12 à 03:01

Bonjour ,
J'aurai souhaité que vous m'aidiez sur cet exercice :
Dans un jeu de flipper, le lancer de la bille de masse m= 80g , s'effectue à l'aide d'une tirette munie d'un ressort . Lorsque le ressort n'est ni comprimé ni étiré , la bille occupe une position notée o . Afin de lancer la bille , le joueur agit sur la tirette pour comprimer le ressort : la bille est à nouveau au repos en position A . La longueur du ressort varie de ( DELTA)l= -10cm et le ressort stocke de l'énergie . Cette énergie , appelée énergie potentielle élastique , est notée Epe . En choisissant Epe= 0J , quand le ressort n'est ni étiré , ni comprimé , elle s'exprime par  Epe= ( 1/2)K.(( DELTA)(l))² avec K= 50J.m^-2 .
Lorsque le lanceur lâche la tirette , le ressort se détend et la bille est éjectée passant par O avec une vitesse de valeur de V(0) non nulle . On se placera dans le référentiel terrestre et on modélisera la situation en  représentant la bille par un solide ponctuel glissant sans frottement sur un plateau horizontal.
Questions :
A- On étudie le système constitué de la bille en interaction avec la Terre . Justifier que l'énergie mécanique de ce système , une fois la bille lancée , se conserve
En gros j'ai dit que sachant que l'Epe diminuait , L'Ec augmentait dans ce cas là  donc l'Em était constante .
B-Justifier le signe de ( Delta ) (l)  
J'ai dit qu'il était négatif , puisque le ressort se compressait
JUSQU A LA JESPERE QUE JAI BIEN REPONDU !
Ensuite viennent ces Deux questions que je n'arrive du tout pas à faire!
C- Calculer la variation d'énergie ( DELTAL)Energie du système entre ses positions de repos en 0 et A
J'ai pensé à faire E(A) -E(0) mais j'arriverai à 0
D- En appliquant le principe de conservation de l'énergie calculer  la valeur de la vitesse ( 0 ) au passage de la bille au point O après son lancement
Et là je bloque  jne vois pas quelle formule il faut utiliser

                                          J'espère que vous pourriez m'aider ,  j'attend votre réponse avec  impatience afin de pouvoir enfin tilter sur ce que je bloquais !
                                                   Merci de votre compréhension .

Posté par
Coll Moderateur
re : énergie . 19-05-12 à 07:48

Bonjour,

L'énoncé est un peu ambigu.

A)
Le plateau est horizontal. Donc il n'y a pas de variation d'énergie potentielle de pesanteur. Puisqu'il n'y a pas de frottements il n'y a pas transformation d'énergie mécanique en énergie thermique. Donc l'énergie mécanique se conserve et se conserve sous forme d'énergie cinétique. On en déduit que la vitesse reste constante une fois la bille lancée.

B)
Oui. La longueur du ressort diminue lors de la compression donc il est naturel de noter l < 0

C)
En effet si tu considères que le "système", comme cela est dit maladroitement à la question A est l'ensemble bille-Terre alors pour les deux positions où la bille est au repos en O puis en A,
E(O) = 0 J
E(A) = 0 J
E = E(A) - E(O) = 0 J

Mais il ne faut pas faire ainsi.

Il faut considérer un système bille-ressort-Terre
Cela ne change rien à la réponse à la question A qui précise "une fois la bille lancée" (donc une fois l'énergie potentielle élastique du ressort revenue à zéro).

En O :
énergie cinétique de la bille = 0 J
énergie potentielle élastique du ressort = 0 J

En A :
énergie cinétique de la bille = 0 J
énergie potentielle élastique du ressort = Epe = (1/2).k.(l)2 = (1/2).50.(-0,10)2 = 0,25 J

Variation d'énergie du système "bille-ressort-Terre" entre O et A : 0,25 J

D)
Quand la bille passe en O pour son lancement, l'énergie potentielle élastique du ressort est à nouveau nulle.

L'énergie du système se conservant, cette énergie est maintenant sous la forme d'énergie cinétique de la bille. Tu peux donc calculer facilement la vitesse de la bille.

Posté par
Judi
énergie . 19-05-12 à 19:32

Je vous remercie infiniment !!!
En effet pour la dernière question il me suffit tout simplement de trouver V(0) à l'aide de la formule de l'énergie cinétique qui est : ( 1/2 )mv² ce qui me donnera alors v² = Ec  /   ( 1/2 ).m soit v = Ec / (1/2 ).m
Ensuite selon ce que j'ai  compris je part du principe que Ec = 0,25 J  donc v = 2,5 m.s^-1 . Est-ce ca ?

Posté par
Coll Moderateur
re : énergie . 19-05-12 à 20:32





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