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Energie cinétique et potentielle
Bonsoir. J'ai cet exercice à faire pour demain et je bug sur quelques questions
voici le problème
Deux masses M et m sont attachées aux extrémités d'un fil de masse négligeable qui passe dans la gorge d'une poulie sans inertie. Le système mécanique considéré est l'ensemble constitué par les deux masses, le fil et la poulie. On néglige les frottements.
a. Exprimer l'énergie mécanique du système.
Em = Ec+Ep
b. Calculer, dans la position initiale, l'énergie cinétique et l'énergie potentielle de pesenteur du système précedemment défini.
Pour cette question j'ai établi qu'en position initiale v=0 m/s d'ou Ec = 0 J
et Ep = (M+m)gh soit Ep= 21.2 J
c. On enlève le support qui maintient la masse M. Qu'observe-t-on ? Qu'elle transformation de l'énergie se produit-il ?
On observe la chute de la masse M et un mouvement ascendant de la masse m.
L'énergie potentielle de M se transforme en Ec et l'inverse pour m.
d. En déduire la valeur de la vitesse de la masse M à son impact au sol.
Voilà où je bloque. Doit-on étudier seulement la masse M ou le système en entier ??
e. Après cet impact, qu'observe-t-on ? Quelle est la transformation de l'énergie qui se produit ?
Je pense qu'après l'impact l'énergie mécanique de M est nulle, mais là encore je ne sais pas s'il s'agit seulement de M ou de notre système de départ.
Merci pour l'aide
Bonsoir ! Pour ta question d, il faut étudier la vitesse de la masse M. Tu as dit que l'énergie potentielle se transformait en énergie cinétique. Donc la variation d'énergie cinétique est égale à la variation d'énergie potentielle !
Ecf - Eci = Epf - Epi (i et f pour initiale et finale)
Bon, il te manque quoi dans tout ça ? Epi et Eci, tu les as calculé. Que vaut (numériquement) Epf ? Quelle est l'expression litérale de Ecf ? Déduis-en la vitesse final de l'objet.
Enfin, au cours de l'impact, ton objet heurte le sol. Je sais pas, pense à une météorite qui heurte le sol, sous quelle forme se dissipe l'énergie ?
b)
Ec = 0
Ep = m*g*0 + M.g*h
Ep = 0 + 1,000*9,81*1,80 = 17,7 J
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c)
dernière ligne du texte à revoir.
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d) Conservation de l'énergie mécanique :
Au départ : Em = 17,7 J
Juste avant l'impact au sol de M :
Ec = (1/2).m.v1² + (1/2).M.v1² (avec V1 la vitesse de la masse M à son impact au sol)
Ep = m*g*h + M.g*0
Em = (1/2).m.v1² + (1/2).M.v1² + m*g*h
Et donc : (1/2).m.v1² + (1/2).M.v1² + m*g*h = 17,7
(1/2)*0,2*v1² + (1/2)*1*v1² + 0,2*9,81*1,8 = 17,7
V1 = 4,85 m/s
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e)
Va savoir ce qui est attendu comme réponse.
L'énergie cinétique de M juste avant l'impact (soit (1/2) M.V1² = 11,8 J) va se transformer en chaleur et en déformations permanentes du sol et de M.
L'énergie cinétique de m au moment de l'impact de M au sol, ((soit (1/2) m.V1² = 2,35 J) va se transformer en énergie potentielle de m ... m va donc continuer à monter jusque une altitude de 1,8 + 2,35/(mg) = 3 m (au dessus du sol).
Et, à condition que la masse ne cogne pas la poulie dans cette ascension, m va ensuite redescendre et ...
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Sauf distraction. 
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