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Physique 1er S travail et puissance d'une force

Posté par
moumourinette
19-01-11 à 13:54

Bonjour, j'ai quelques problèmes avec un exercice, quelqu'un pourrait t'il m'aider ?

La piste de descente olympique La Face de Bellevarde, à Val d'isere, est longue de 3 000m et présente un dénivelé de 900m
Un skieur de masse m=75kg descend la piste.

1/ en prenant pour origine de l'énergie potentielle la position su skieur à l'arriver, calculer l'énergie potentielle du skieur au sommet de la piste.
2/ Quelle est la valeur de l'énergie mécanique du skieur au départ ?
3/ En supposant les frottements négligeables, quelle serait la vitesse du skieur en bas de la piste ?
4/ En réalité, la vitesse maximale enregistrée à l'arrivée est de 140 km h-1.
Calculer :
a) l'énergie cinétique du skieur à l'arrivée
b) la variation de l'énergie cinétique du skieur entre le départ et l'arrivée
c) le travail des forces de frottements.

Voila, merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 15:06

Bonjour,

Bienvenue sur l' pour ton premier problème !

Tu as certainement des idées de réponse. Que proposes-tu ?

Posté par
moumourinette
idem 19-01-11 à 15:18

1/ Je pensez utiliser la formule :
Epp = mg x Z
mg en kilogramme et z en N.kg-1

2/ Ec + Epp
( Mais je ne sait pas calculer Ec )

3/ je voulais utiliser v=d/t mais sa ne marche pas donc je n'est pas d'idée de formule.

4/ ??

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 15:25

Question 1 :

Dans la relation qui permet de calculer une énergie potentielle de pesanteur,
m est bien la masse, en kilogrammes
g est l'accélération due à la pesanteur, par exemple en N.kg-1 ; et si l'énoncé ne dit pas quelle valeur adopter, tu peux toujours prendre g = 9,8 N.kg-1
mais pour quelle grandeur est mis Z ?

As-tu bien saisi ce à quoi l'on s'intéresse avec l'énergie potentielle de pesanteur ?

Question 2 :
Que vaut la vitesse du skieur au départ ? (ne cherche pas trop compliqué ! ! )

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 15:30

1) Epp = ( 75 x 9,8 )x 3000 ?

2) Ba au départ elle est nulle ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 15:36

Question 1 :
L'énergie potentielle de pesanteur mesure le travail qu'il a fallu effectuer contre la pesanteur quand on a élevé un corps d'une hauteur Z au-dessus du niveau de référence.
Elle mesure aussi le travail qu'effectuera le poids (dû à la pesanteur) si le corps perd cette altitude Z

Donc... il ne faut pas calculer avec la longueur (3 000 m ) de la piste. Mais avec la différence d'altitude entre le niveau de référence et le départ.

Que proposes-tu donc pour relation (et pour application numérique, avec l'unité) pour cette première question ?

Question 2 :
Oui, la vitesse est nulle au départ.
Donc l'énergie cinétique au départ est ...
Donc l'énergie mécanique au départ est facile à connaître quand on connaît l'énergie potentielle !

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 15:42

1) Donc Z represente 3 000 - 900 = 2 100 m ?
2) donc l'énergie cinétique et nulle,
donc l'énergie mécanique est égale a l'énergie potentielle ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:01



Conseil : cherche dans un dictionnaire la signification du mot "dénivelé"

Question 2 : oui

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:03

z = 900m ...?

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:06

Question 1
Epp = mg x Z
Donc Epp = ( 75 x 9,8 ) x 900

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:07

Exact !

Quelle est donc la valeur de l'énergie potentielle de pesanteur du système skieur-Terre au départ (avec l'unité, sinon je ne pourrais pas te répondre)

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:12

Question 1

Epp = ( 75 x 9.8 ) x 900
    = 661 500 J

???

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:14

Mais oui...

A toi pour la suite.

Question 3 : tu connais la propriété de l'énergie mécanique d'un système quand il n'y a pas de frottements.

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:18

(resumer )

Question 1 :
Epp = mg x z
Epp = ( 75 x 9.8 ) x 900
    = 661 500 J

Question 2 :
Vitesse su skieur au départ nul donc énergie cinétique nulle
Donc Énergie mécanique = Énergie potentielle
Énergie mécanique = 661 500 J

Question 3 :
Faut il utiliser la formule v = d/t ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:22

Oui pour les questions 1 et 2
_____________

Non pour la question 3

Deux principes :
1) la physique n'est pas du tout d'abord une question de "formule" ; c'est d'abord une question de description de phénomène et d'essai d'interprétation
2) la troisième question suit toujours la deuxième (et par récurrence... )

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:25

Question 3 :

Je ne vois pas du tout ce que je dois utiliser ! :(

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:29

Quelle est la propriété de l'énergie mécanique d'un système en l'absence de frottements ?

Que vaut l'énegie potentielle de pesanteur quand le skieur est arrivé à l'altitude de référence pour le calcul de cette énergie ? (Z = 0 m )

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:32

Je n'est aucune idée pour la propriété de l'énergie mécanique d'un systéme en l'absence de frottements !

Une fois le skieur arrivé en bas l'énergie potentielle de pesanteur est nulle

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:36

Je ne vais pas refaire ton cours. Relis ce chapitre dans ton livre et trouve la réponse.

Oui, arrivé en bas l'énergie potentielle de pesanteur du système skieur-Terre est bien nulle.

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:39

la vitesse du skieur en bas de la piste est donc nulle

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:40



Ne confondrais-tu pas énergie potentielle et énergie cinétique ?

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:45

je n'est pas de formule pour la question 3,

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:46

La physique n'est pas une question de "formule"

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:47

Question 4:

a) Ec= 1/2 mv²
donc Ec = 1/2 (75 x 140 )²

??

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:52

Deux erreurs dans ce que tu écris :

Seule la vitesse doit être élevée au carré. Or tu élèves aussi la masse au carré ; ce serait donc faux

Mais dans quelle unité doit-on exprimer la vitesse pour ce calcul ?

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:55


Question 4:

a) Ec= 1/2 mv²
donc Ec = 1/2 (75 x (140.10^-3)² )
??

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:56



Quelle est l'unité, dans le système international d'unités, d'une vitesse ?

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 16:58

v en m.s-1

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 16:59

Exact.

Alors il faut convertir les 140 km.h-1 en m.s-1

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 17:02

Question 4:

140 km.h-1 = 38.9 m.s-1 ??

a) Ec= 1/2 mv²
donc Ec = 1/2 (75 x (38.9)² )
??

Posté par
moumourinette
Travail et puissance d'une force 19-01-11 à 17:21

la question 1/ 2/ sont faites
3/ Je n'est aucune idée
4/ a) Ec = 1/2 mv²
         = 1/2 ( 75 x 38.9² )
???


b) Δ Ec = 1/2 (MV b)² - 1/2 (MV a)²
        sachant que je n'ai pas trouver MV b et que MV a est = a 0 je pense ...  

La piste de descente olympique La Face de Bellevarde, à Val d'isere, est longue de 3 000m et présente un dénivelé de 900m
Un skieur de masse m=75kg descend la piste.

1/ en prenant pour origine de l'énergie potentielle la position su skieur à l'arriver, calculer l'énergie potentielle du skieur au sommet de la piste.
2/ Quelle est la valeur de l'énergie mécanique du skieur au départ ?
3/ En supposant les frottements négligeables, quelle serait la vitesse du skieur en bas de la piste ?
4/ En réalité, la vitesse maximale enregistrée à l'arrivée est de 140 km h-1.
Calculer :
a) l'énergie cinétique du skieur à l'arrivée
b) la variation de l'énergie cinétique du skieur entre le départ et l'arrivée
c) le travail des forces de frottements

Merci de m'aider !

*** message déplacé ***

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 17:45

Exact.

Quelle est donc la valeur (avec l'unité évidemment) de l'énergie cinétique à l'arrivée ?

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 17:51

4/ a) Ec = 1/2 mv²
         = 1/2 ( 75 x 38.9² )
         = 56 745.375 J
????

b) Δ Ec = 1/2 (MV b)² - 1/2 (MV a)²
??????????

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 17:53

Tu as arrondi (à juste titre) la vitesse à trois chiffres significatifs : v 38,9 m.s-1

Cela ne veut donc strictement rien dire d'annoncer une énergie cinétique avec 8 chiffres significatifs !

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 17:57

4/ a) 5,6 x 10^-4 ??

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 18:00

Il n'y a pas l'unité et l'exposant est faux.

Question 4a : Ec 56,7 kJ

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 18:02

4/
b) Δ Ec = 1/2 (MV b)² - 1/2 (MV a)²
??????????

Posté par
misspasmatheuse
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 18:03

moumourinette ne serait tu pas en 1ère S3

vouv alez peu etre vous dire que e ne suis pas doué j'ai cette exercice également a faire mais e ne comprend deja pas le  terme de énergie potetiel quelle est la difference entre énergie potentiel et energie cinétique ?
désolée de cette question un peu "nul"

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 18:34

Question 4b :

Non, ce n'est pas une question de formule.

Quelle est l'énergie cinétique en haut ? Quelle est l'énergie cinétique en bas ?

Posté par
misspasmatheuse
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 18:52

il faut juste faire la différence des deux??

Posté par
moumourinette
. 19-01-11 à 18:54

66.1 - 56.7 pour la variaton d'energie cinetique ?

Posté par
misspasmatheuse
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 18:59

mais je crois que tu a dit plus haut que au debut lénergie cinétique est nulle

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique 1er S travail et puissance d'une force 19-01-11 à 20:21

Très bien misspasmatheuse ! En effet l'énergie cinétique au départ est nulle.

D'autre part quand on évalue une variation, on calcule toujours :

(variation de...) = (valeur finale de...) - (valeur initiale de...)



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