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Roller skate

Posté par
Sarra1
26-05-12 à 18:57

Bonjour, j'esperais que vous pourriez m'aider pour cet exercice :

Un roller skater se laisse glisser sur une rampe il ne prend d'élan à aucun moment .

1) Décrire les échange d'énergie qui on eut lieu au cours de phases de la montée et de la dscente dans le cas :
a) avec des frottement
b) Sans frottement


Je sais seulement que au cours du mouvement, l'énergie potentielle de pesanteur va se transformer en énergie cinétique.
Que ce passe t-il au niveau des  Energie lors de la descente ?Et de la montée ?

Merci

Posté par
Sarra1
re : Roller skate 26-05-12 à 20:14

Quelqu'un  ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Roller skate 27-05-12 à 11:20

Bonjour,

Tu as raison d'espérer !

Il y a donc quatre cas à considérer ; commençons par celui-ci :

Quels sont les échanges d'énergie au cours d'une phase de descente sans frottements ?

De l'énergie ... .. ... est transformée en énergie ...
En conséquence, la vitesse ...
L'énergie ... (qui est la somme de l'énergie potentielle de pesanteur et de l'énergie cinétique) ... (reste constante ou diminue ou augmente).

Posté par
Sarra1
re : Roller skate 27-05-12 à 11:37

Bonjour

Lors d'une descente sans frottements :

De l'énergie potentielle de pesanteur est transformée en énergie cinétique. En conséquence l'énergie cinétique augmente et en même temps la vitesse. L'énergie mécanique est constante sans frottements.

Posté par
Coll Moderateur
re : Roller skate 27-05-12 à 11:41



On continue ! Deuxième cas : une montée sans frottements.

Quels sont les échanges d'énergie lors d'une montée sans frottements

De l'énergie ... est transformée en énergie ... .. ...
En conséquence, la vitesse ...
L'énergie ... (qui est la somme de l'énergie potentielle de pesanteur et de l'énergie cinétique) ... (reste constante ou diminue ou augmente).

Posté par
Sarra1
re : Roller skate 27-05-12 à 12:52

Alors;

Je suis pas sure; De l'énergie cinétique est transformée en energie potentielle de pesanteur, la vitesse diminue alors. L'énergie mécanique est constante si il n'y a pas de frottements

Posté par
Coll Moderateur
re : Roller skate 27-05-12 à 13:24

C'est parfait !

Un tout petit peu plus compliqué :

Quels sont les échanges d'énergie lors d'une descente avec frottements.
Cela ressemble beaucoup à ce qui se passe lors d'une descente sans frottements, mais les frottements introduisent l'apparition d'une nouvelle forme d'énergie.

De l'énergie ... .. ... est transformée en énergie ...
En conséquence, la vitesse ...
Les frottements font apparaître de l'énergie ...
La somme de toutes les formes d'énergie est constante.
L'énergie mécanique qui est la somme de l'énergie potentielle de pesanteur et de l'énergie cinétique ... (reste constante ou diminue ou augmente).

Posté par
Sarra1
re : Roller skate 27-05-12 à 14:37

Je sais :
De l'énergie cinétique est transformée en énergie potentielle de pesanteur. La vitesse augmente.  Les frottement font apparaître de l'énergie thermique. Avec les frottements Energie mécanique diminue.

Juste une question,je sais pas si je vais bien arriver à m'exprimer, mais ... Qu'est ce qui fait que lors de la montée l'energie cinétique se transforme en énergie pp ?

Posté par
Sarra1
re : Roller skate 27-05-12 à 14:38

non pardxon, lors dde la deescente c'est l'énergie pp qui devient énergie cinétique !!

Posté par
Coll Moderateur
re : Roller skate 27-05-12 à 15:43

Descente avec frottements :

Oui, de l'énergie potentielle de pesanteur (énergie disponible quand un corps est en hauteur ; elle se transforme en une autre forme d'énergie quand cette hauteur diminue) est convertie.

S'il y a des frottements de l'énergie thermique apparaît.

Si la diminution d'énergie potentielle de pesanteur est supérieure à l'apparition d'énergie thermique, alors il y a encore de l'énergie potentielle de pesanteur qui est transformée en énergie cinétique et la vitesse augmente.

Si toute la variation (diminution) d'énergie potentielle de pesanteur est transformée en énergie thermique alors il ne reste plus d'énergie pour augmenter l'énergie cinétique.
Si la diminution d'énergie potentielle de pesanteur est exactement égale à l'apparition d'énergie thermique, alors l'énergie cinétique reste constante et la vitesse aussi.
Si l'apparition d'énergie thermique est supérieure à la diminution d'énergie potentielle de pesanteur c'est que l'énergie cinétique diminue aussi ; la vitesse diminue et éventuellement le mobile s'arrêtera.
_______________

Si le mobile monte, alors il acquiert de l'énergie potentielle de pesanteur.
Supposons qu'il n'y ait pas de frottements ; l'énergie mécanique est constante. Puisque la somme "energie potentielle de pesanteur plus énergie cinétique" est constante et qu'il n'y a pas d'autre source d'énergie (l'énoncé dit : "Un roller skater se laisse glisser sur une rampe il ne prend d'élan à aucun moment") si l'énergie potentielle de pesanteur augmente c'est que l'énergie cinétique diminue.
S'il n'en était pas ainsi on aurait découvert une source (gratuite, infinie...) d'énergie !

Posté par
Coll Moderateur
re : Roller skate 27-05-12 à 18:08

Il reste un cas : celui d'une montée avec frottements...

Posté par
Sarra1
re : Roller skate 27-05-12 à 19:08

Désolée pour le retard, parce que du coup, je révise en même temps l'énergie électrique pour mon contrôle, et c'est un peu dur de passer de l'un à l'autre ...

Du coup :

De l'énergie cinétique est transformée en énergie potentielle de pesanteur ( puisque il prend de la hauteur) . Si l'énergie cinétique diminue alors la vitesse diminue aussi. Les frottements font apparaître de l'énergie thermique.
Puisqu'il y a des frottements l'énergie mécanique diminues ( d'ailleurs en quoi les frottements font diminuer l'énergie mécanique ?? ) .

_______________________

Si l'énergie cinétique augmente , l'énergie méca augmente et inversement , n'est ce pas ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Roller skate 28-05-12 à 07:58

1) Montée avec frottements

Puisque le corps monte son énergie potentielle de pesanteur augmente.
La seule source d'énergie est l'énergie cinétique qui, en conséquence, diminue. Donc la vitesse diminue aussi.
Puisqu'il y a des frottements, l'énergie mécanique diminue. Là encore la seule source d'énergie étant l'énergie cinétique celle-ci diminue plus vite que s'il n'y avait pas de frottements.
L'énergie cinétique qui a été transformée en énergie thermique (par les frottements) ne sera pas transformée en énergie potentielle de pesanteur. Donc le roller skater remontera moins haut qu'en l'absence de frottements.

J'espère que tout ceci te semble "normal" : s'il y a des frottements, il remonte moins haut, sa vitesse diminue plus vite.

2) L'énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle de pesanteur.
Si les conditions sont telles que l'énergie mécanique est constante (entre autres : il n'y a pas de frottements ; mais aussi il n'y a pas d'apport d'énergie par l'extérieur du système) alors si l'énergie cinétique augmente c'est que l'énergie potentielle de pesanteur diminue et inversement.

Frotte-toi les mains avec conviction : tes mains s'échauffent. Tu as transformé de l'énergie mécanique en énergie thermique. Les frottements diminuent l'énergie mécanique d'un système.

Posté par
Sarra1
re : Roller skate 28-05-12 à 14:28

Si l'énergie mécanique est constante ( donc dans une situation sans frottements) , lorsque l'énergie potentielle de pesanteur augmente alors l'énergie cinétique diminue, et inversement. ça je le comprend.

Cependant, si il y a des frottements  [ l'énergie mécanique diminue ] forcément l'énergie cinétique diminue ( puisque le corps est ralenti ; la vitesse diminue), mais qu'en est-il de l'énergie potentielle de pesanteur ??

Si j'ai bien compris, ça dépend de la situation ; si il s'agit d'une montée ou d'une descente.  Donc en règle général, si l'énergie mécanique diminue, c'est à cause de la diminution de l'énergie cinétique elle même due à la diminution de vitesse a cause des frottements .

Posté par
Coll Moderateur
re : Roller skate 28-05-12 à 15:39

Premier paragraphe : d'accord.

Deuxième et troisième paragraphes : on ne peut pas généraliser ainsi.

S'il y a des frottements l'énergie mécanique diminue. La somme des énergies potentielle de pesanteur et cinétique diminue mais on ne peut rien dire de chaque forme d'énergie séparément ; il faut considérer chaque cas.

En montée, l'énergie potentielle de pesanteur augmente ; donc l'énergie cinétique diminue.

En descente, l'énergie potentielle de pesanteur diminue ; l'énergie cinétique :
. peut augmenter (moins vite que s'il n'y avait pas de frottements)
. ou peut être constante (la vitesse est stabilisée ; la diminution d'énergie potentielle de pesanteur correspond exactement à l'augmentation d'énergie thermique)
. ou peut diminuer (et avec elle la vitesse, ceci si les frottements sont très importants).

Posté par
Sarra1
re : Roller skate 28-05-12 à 17:08

Citation :
En montée, l'énergie potentielle de pesanteur augmente ; donc l'énergie cinétique diminue.


La diminution d'énergie cinétique est plus forte que l'augmentation d'énergie de pesanteur, dans ce cas là  ?

Posté par
Sarra1
re : Roller skate 28-05-12 à 17:10

Pour le reste j'ai tout compris merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Roller skate 28-05-12 à 17:16

Ton message de 17 h 08

C'est simple, le raisonnement est facile :

L'énergie se conserve (pour un système isolé, c'est-à-dire qui ne reçoit pas d'énergie de l'extérieur et n'en communique pas à l'extérieur)

Puisque l'énergie potentielle de pesanteur augmente et que l'énergie thermique augmente il faut bien qu'une forme d'énergie diminue : il ne reste plus que l'énergie cinétique qui, donc, diminue !



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