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théorème de l'énergie cinétique
Bonjour,
Sur ce dm j'ai réussi à répondre à la plupart des questions mais il y a les questions 2 a,b,c ou je ne suis pas du tout sur de ma réponse et pour la question 3 a je ne comprends pas vraiment la question et pour le b je voulais savoir quelle est la formule appropriée pour répondre à la question merci d'avance pour votre aide !
voici l'énoncé :
En sautant dans les airs, Zach doit former le quatrième étage à la pyramide humaine. Pour le projeter, son partenaire, Anton, monte sur l'échelle, puis se laisse chuter sur la bascule. Pour étudier cette situation, on considère Anton et Zach comme des systèmes assimilés à des points matériels. Seuls leurs poids travaillent durant leurs mouvements, les frottements étant considérés comme négligeables
question :
1. a. Lors de la phase aérienne, identifier la force qui modélise l'action mécanique qui s'exerce sur Zach.
c'est l'énergie cinétique
b. Pourquoi peut-on associer une énergie potentielle de pesanteur Epp à cette force ?
Car il y a une force constante, c'est le poids (P)
2. a. Montrer que pour le déplacement d'un système d'un point A d'altitude Za, à un point B d'altitude Zb, on a la relation Epp=mg(Zb-Za).
Epp= P*AB
Epp=P*AB*cos (a) or cos (a)= (Za-Zb)/AB
Epp=P*AB*(Za-Zb)/AB
Donc Epp = P*(Za-Zb) = m*g*(Za-Zb)
b. Calculer la variation d'énergie potentielle de pesanteur pour Zach s'il est projeté à 4,5 m du sol.
Epp = m*g*z
Epp= 50*9,8*4,5
Epp= 2205J
c. S'agit-il d'un gain ou d'une perte en énergie ?
Il s'agit d'un gain d'énergie
3. a. Quelle énergie doit transférer Anton pour réussir l'acrobatie ? Sous quelle hypothèse?
b. Déterminer à quelle hauteur sur l'échelle se place Anton afin de projeter Zach à 4,5 m du sol.
1. a. Lors de la phase aérienne, identifier la force qui modélise l'action mécanique qui s'exerce sur Zach.
c'est l'énergie cinétique
Faux : L'énergie cinétique est une …. énergie ce n'est pas une force.
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b. Pourquoi peut-on associer une énergie potentielle de pesanteur Epp à cette force ?
Car il y a une force constante, c'est le poids (P)
Trop vague :
On peut associer une énergie potentielle de pesanteur au poids parce que le poids est une force conservative, c'est-à-dire une force dont le travail pour aller d'un point à un autre ne dépend pas du chemin suivi.
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2. a. Montrer que pour le déplacement d'un système d'un point A d'altitude Za, à un point B d'altitude Zb, on a la relation Epp=mg(Zb-Za).
La relation à démontrer est fausse !
La relation correcte est Δ(Epp) = mg(Zb-Za)
Bonjour,
Mes commentaires :
1. a. Lors de la phase aérienne, identifier la force qui modélise l'action mécanique qui s'exerce sur Zach.
c'est l'énergie cinétique Non, ne pas confondre une énergie et une force. La réponse à la question est d'ailleurs dans l'énoncé de l'exercice : "Seuls leurs poids travaillent durant leurs mouvements, les frottements étant considérés comme négligeables"
b. Pourquoi peut-on associer une énergie potentielle de pesanteur Epp à cette force ?
Car il y a une force constante, c'est le poids (P) Oui, "Seuls leurs poids travaillent durant leurs mouvements, les frottements étant considérés comme négligeables"
Mais bon quand tu parles d'énergie potentielle de pesanteur, ça renvoie forcément au poids (lire le §III. 3. de la fiche de cours
[lien])2. a. Montrer que pour le déplacement d'un système d'un point A d'altitude Za, à un point B d'altitude Zb, on a la relation Epp=mg(Zb-Za).
Epp= P*AB
Epp=P*AB*cos (a) or cos (a)= (Za-Zb)/AB
Epp=P*AB*(Za-Zb)/AB
Donc Epp = P*(Za-Zb) = m*g*(Za-Zb)
Ne pas utiliser les mêmes notations pour les vecteurs et leurs valeurs. Tu n'as pas précisé à quoi correspond ton angle "a" et on te demande une variation donc
b. Calculer la variation d'énergie potentielle de pesanteur pour Zach s'il est projeté à 4,5 m du sol.
Epp = m*g*z
Epp= 50*9,8*4,5
Epp= 2205J
On te demande une variation donc
c. S'agit-il d'un gain ou d'une perte en énergie ?
Il s'agit d'un gain d'énergie OK
3. a. Quelle énergie doit transférer Anton pour réussir l'acrobatie ? Sous quelle hypothèse?
Lire le §IV. 5. de la fiche de cours fournie ci-dessus
b. Déterminer à quelle hauteur sur l'échelle se place Anton afin de projeter Zach à 4,5 m du sol.
ok merci beaucoup pour votre réponse, enfaite j'ai vraiment des difficultés car on n'a pas un cours sur ce nouveau chapitre, c'est tout nouveau pour moi et le prof ne nous à donner aucune explication sur ce nouveau chapitre merci pour vos liens.
Du coup voila ce que j'ai fait :
1a
C'est le poids (P)
b
Car il y a une force constante, c'est le poids (P), et c'est une force conservative son travail ne dépend que de la position de départ et d'arrivée du système, et pas de sa trajectoire.
2a
Je rajoute delta avant Epp
et l'angle cos (a) est formé par la droite P et la droite AB.
b
deltaEpp = m*g*z
deltaEpp= 50*9,8*0
deltaEpp= 0J
3
c'est l'énergie mécanique.
b je ne vois vraiment pas comment calculer
Question 2a)
Pour répondre à cette question il faut utiliser la relation entre la variation d'énergie potentielle ΔEpp et le travail du poids.
Cette relation accessible ici : [lien] dit que la variation d'énergie potentielle est égale à l'opposé du travail du poids.
Il suffit donc de démontrer l'expression du travail du poids (voir si nécessaire ici --> [lien] ) puis de changer son signe pour répondre à la question posée.
A toi de démontrer que pour passer de A à B le travail du poids est :
et donc que la variation d'énergie potentielle entre A et B est :
Question 2.b)
Appliquer au mouvement de Zach le résultat précédemment démontré.
2a
DeltaEpp(AB) =Epp(B) - Epp(A)
DeltaEpp(AB) = m*g*zB - m*g*zA
DeltaEpp(AB) = m*g*(zB - zA)
DeltaEpp(AB) = - m*g*(zA - zB)
DeltaEpp(AB) = - Wab(P)
Cela pourrait convenir à condition de démontrer ( et non d'affirmer ) que :
Comme déjà indiqué cette démonstration est faite ici ( paragraphe 3 )
[lien]
ok d'accord mais du coup pour le b il m'a dit tout à l'heure que j'avais faite le calcule pour l'état final et pas pour l'état initial mais du coup là je ne comprends pas comment on calcule l'état initial.
Je crois avoir troué la réponse du 3b
Zach pour arrivé a 4,5m de hauteur a besoin de 2205J car
deltaEpp = m*g*z
deltaEpp= 50*9,8*4,5
deltaEpp= 2205J
Anthon a donc besoins de se positionner à 3m sur l'échelle car
deltaEpp = m*g*z
deltaEpp= 75*9,8*3
deltaEpp= 2205J
Et le 3a c'est l énergie cinétique en supposant que à travers la catapulte il puisse transférer son énergie à Zach
Tu as des résultats numériques corrects mais tu as l'air de confondre en permanence l'énergie potentielle et la variation d'énergie potentielle.
Question 2b :
"Calculer la variation d'énergie potentielle de pesanteur pour Zach s'il est projeté à 4,5 m du sol."
Zach passe de A à B
On convient (niveau du sol) que ZA = 0
On aura ZB = 4,5m
La variation d'énergie potentielle est donnée par :
Question 2.c :
La variation d'énergie potentielle est positive.
Il s'agit donc d'un gain d'énergie.
Question 3.a :
A condition de négliger les différentes causes de pertes d'énergie, Anton doit perdre 2205J en énergie potentielle qui sont transférés à Zach.
Question 3.b :
Donc pour Anton :
Anton passe de C à D
ZC = ? C'est ce qu'on cherche
ZD = 0 ( niveau du sol )
OK merci beaucoup pour votre très précieuse, je vais donc voir avec mon prof le soucis de confusion.
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