Bonjour , j'ai réalisé un exercice avec lequel je ne me sens pas encore tout à fait à l'aise et je voudrai votre avis afin de savoir si je me suis totalement trompé ou non !
Merci d'avance !
Voici l'énoncé :
On a enregistré le mouvement d'un snowboarder entre les points A et E sur la piste représentée ci-dessous et on a tracé l'evolution de l'énergie cinétique , de l'énergie potentielle de pesanteur et de l'énergie mécanique au cours du temps.
1. En justifiant précisément, identifier chacune des courbes 1, 2 et 3.
2. Placer sur le graphique les points A, B, C et D.
3. Estimer la différence d'altitude entre les points A et D (on choisira les valeurs numériques manquantes de façon cohérente).
4. Estimer la vitesse du snowboarder, en km.h-1, au sommet de la bosse (point C).
5. Pourquoi l'énergie mécanique n'est-elle pas conservée au cours de ce mouvement ?
Voici mon travail :
1. La courbe 1 correspond à l'énergie potentielle de pesanteur du surfeur : cette dernière diminue dans un premier temps entre les points A et B, le surfeur dévale une pente et perd alors en hauteur (perdant alors aussi en énergie potentielle), puis entre les points B et D, l'energie potentielle augmente de nouveau lorsque le surfeur remonte la pente et gagne en hauteur, puis entre les points C et E, l'energie potentielle du surfeur diminue une dernière fois losqu'il perd en altitude en dévalant la pente.
La courbe 3 correspond à l'energie cinétique du surfeur, en effet, entre les points A et B, le surfeur dévale une pente et gagne en vitesse, et donc en energie cinétique comme on peut le voir sur la courbe. Ensuite , cette énergie diminue lorsque le surfeur monte la pente (dû à la perte de vitesse que cela entraîne) . Et le surfeur fini enfin par gagner en énergie cinétique dû au gain de vitesse génèré par sa descente de la pente entre les points C et E.
La dernière courbe, la courbe 2 représente l'enegie mécanique du surfeur : l'énergie mécanique est par définition la somme de l'energie cinétique et potentielle, ainsi , si on additionne la valeur de ces énergies tout au long de la descente du surfeur, on remarque que les sommes correspondent aux valeurs décrites par la courbe 2.
3. On estime la hauteur du point A :
Epp= m*g*h = 1000 J
-On suppose que la masse du surfeur et de son équipement est de 80 kg.
-Le snowboarder est très probablement sur Terre : l'intensité de pensanteur sur Terre est de 9,8 N.kg-1
On a alors : 80*9,8*h = 1000 J
D'ou : h = 1000 / (80*9,8)
=1,27m
On estime ensuite la hauteur du point D :
Epp = m*g*h = 0
D'ou : h = 0/(80*9,8)
h=0
On estime que la différence de hauteur entre les points A et D est donc de 1,27m.
4. On determine la vitesse du surfeur au point C :
Ec = (1/2)*m*v2= 200 J
D'où : (1/2)*80*v2= 200 J
Et : v2= 200/ ((1/2)*80)
v2= 5
Donc : v= √5 =2,236 m.s-1
5. L'energie mécanique n'est pas conservée lors de ce mouvement car le système {snowboarder/piste} n'est pas isolé , ce système est soumis à une force extérieure : la force de frottement qui s'opère entre le snowboard et la neige.
Désolé pour ce pavé, j'espère que vous pourrez me rassurer sur mon travail !
Merci d'avance !
Tout cela m'a l'air très bien compris.
Je n'ai vérifié que la démarche, pas les applications numériques.
Il y a un point qui ne me semble pas normal, mais tu n'y es pour rien :
Sur le schéma du haut les points B,D et E ne sont pas à la même altitude et pourtant sur le graphique des énergies ils ont la même énergie potentielle de pesanteur ( nulle )
C'est incohérent.
D'accord avec les remarques de odbugt1.
J'ajouterai quand même ceci, tu mets dans certaines de tes réponses 4 chiffres significatifs (par exemple 2,236 m/s), c'est beaucoup trop de "précision" pour ce qui ne sont que des approximations.
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