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énergies cinétique, potentielle et mécanique

Posté par
Boozoo
17-01-07 à 17:55

Bonsoir a tous
Je bloque sur un exercice de DM de physique sur les énergies
Voici l'énoncé (merci à ceux qui liront jusqu'au bout) :

Le surfeur de masse m=60kg descend la piste enneigée  ABCDE. A la date t=0s, il est en A à une altitude de 30m et sa vitesse est nulle. Après avoir franchi la bosse au point C, le surfeur arrive sur une partie rectiligne et horizontale DE avec une vitesse de 16 km/h au point D. Le surfeur parcourt 15 m (DE) sur le plan horizontale avant de s'immobiliser. Le point B est à une altitude nulle.

1. La graphique de droite représente les énergies mécanique, potentielle de pesanteur et cinétique en fonction du temps. Identifier chacune de ces courbes en justifiant ( j'ai fait )

2. En observant la courbe 3, que peut-on dire des forces appliquées au skieur ( j'ai fait )

3. Peut-on dire que le skieur perd de l'énergie ? Si oui, comment est-elle perdue ? Si non, pourquoi ? ( j'ai fait )

4. Indiquer à quelle date tb le skieur se trouve en B. Justifier.

5. En quelle(s) énergie(s) le skieur transforme t-il l'énergie qu'il possède au départ, entre A et B.

6. Calculer la valeur du travail de la force de frottement (supposée constante) sur la partie DE

7. Calculer la valeur de la force de frottement (supposée constante) sur la partie DE supposée horizontale.

PARITE B :

Un matin, la neige est verglacée (abscence de frottement) sur la piste AB et la résistance del 'air est négligeable.

8. Comment évoluent les deux formes d'énergies que possède le surfeur, lors de la descente AB ?

9. Combien vaut l'énergie cinétique du surfeur lorsqu'il est parvenu au bas de la piste en B ? En déduire la valeur de sa vitesse en km/h



Voila, merci à ceux qui m'aideront

énergies cinétique, potentielle et mécanique

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 18:14

Bonjour,

J'ai lu jusqu'au bout...
Quelle est ta question ?

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 18:20

c'est pour la 4 je ne vois pas comment justifier la date tb

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 18:24

Tu lis la date tB sur le graphique et tu compares à ce que serait cette date s'il y avait chute libre... je ne vois guère autre chose à faire...

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 18:50

pour la 5, le skieur transforme l'énergie potentielle en énergie cinétique, c'est ça ?

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 18:52

Exact... et aussi en énergie thermique ou calorifique dans les frottements (pour la première partie)

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:01

sinon pour la 6 et la 7, je ne vois pas quelle formule utilisée. Il y a celle de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle.

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:03

Pour la 6 : tu connais l'énergie en D et en E
La perte d'énergie cinétique c'est le travail des forces de frottement

Pour la 7 : ce travail est celui de la force de frottement sur la distance DE

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:11

donc pour la 6, la formule est celle de Ec
mais pour la 7 je n'ai pas très bien compris

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:13

Travail = force * distance

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:16

mais la force de frottements, on ne la connait pas car c'est ce qu'il nous demande de trouver

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:17



force = travail / distance

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:19

et donc grace a la question 6 où l'on trouve le travail de la force de frottement avec la formule de l'énergie cinétique, on trouve la force

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:21

C'est exactement cela !

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:33

merci pour ton aide
pour la 8, l'énergie potentielle diminue et l'énergie cinétique augmente donc Ep + Ec = 0, c'est bien sa ?

pour la 9 quand l'énoncé dit : " combien vaut l'énergie cinétique du surfeur lorsqu'il est parvenu au bas de la piste en B ", je suppose qu'il faut la calculer avec Ec ?

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:33

nn je voulais dire Ep + Ec = constante

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:36

Oui, pour la 8 Ep + Ec = constante ; comme l'énergie cinétique est nulle en A cette constante est l'énergie potentielle en A.

Pour la 9 : comme l'énergie potentielle est nulle en B toute l'énergie potentielle qu'il avait en A a été transformée en énergie cinétique, d'où la vitesse en B

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:43

merci pour les info
je reviendrai quand j'aurai fait les calculs pour les faire vérifier

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 19:45

D'accord. Je lirai cela et te répondrai (sauf si quelqu'un d'autre le fait entre-temps...)

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 17-01-07 à 21:42

je voudrai juste savoir si en E l'énergie cinétique est nulle

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 18-01-07 à 07:39

Bonjour,

En E le surfeur "s'immobilise" dit l'énoncé... donc l'énergie cinétique y est nulle.

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 18-01-07 à 14:05

6 et 7.Ec = \frac{1}{2}MVe² - \frac{1}{2}MVd²= W (P) + W (F) 0 - \frac{1}{2}*60*4,4² = 0 + W (F) - 580 = W (F) -580 = -F*15 F = \frac{580}{15} = 39

c'est bon ?

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 18-01-07 à 14:11

Oui, c'est bon.

Il est préférable de n'arrondir qu'à la fin, mais pas en cours de calcul.
Je trouve plutôt une énergie cinétique en D de 592,6 joules (vitesse de 4,444... m.s-1)
et donc une force d'environ 39,5 newtons

N'oublie jamais les unités !

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 18-01-07 à 14:24

et pour la 9. je trouve VB = \sqrt{58,6} avec la formule VB² = \sqrt{2gh}

c'est sa ?

Posté par
Boozoo
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 18-01-07 à 14:27

mince c'était \sqrt{598,6} donc 86,4 km/h

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 18-01-07 à 16:13

C'est cela.

La "formule" 2$ v = \sqrt{2gh} se déduit immédiatement de la transformation d'énergie potentielle en énergie cinétique :

2$ mgh\,=\,\frac{1}{2}mv^2 donc 2$ v^2\,=\,2gh

2$ v \,=\, \sqrt{2gh}\,=\,\sqrt{2\times 9,81 \times 30}\,=\,\sqrt{588,6}\,=\,24,26\,m.s^{-1}

un peu plus de 87 km.h-1

Posté par antoinao78 (invité)bonjour 21-01-07 à 14:31

Je suis dans la memem classe que boozoo et je veux aussi te remercier pour les infos parce quemoi aussi javais du mal merci

Posté par
Coll Moderateur
re : énergies cinétique, potentielle et mécanique 21-01-07 à 14:38

Je t'en prie



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