Pour un DM de physique, il y a un exercice de physique que je n'ai pas entièrement compris...
Voici l'énoncé et les réponses que j'ai trouvé :
Un skieur, de masse M = 80 kg (avec son équipement), se trouve au sommet d'une piste rectiligne de pente 8%. La longuer de la pente est L = 200 m.
a. Le skieur part du sommet de la piste avec une vitesse v = 0,5 m.s-1.
Calculer, au moment du départ, son énergie cinétique et son énergie potentielle de pesanteur.
A cette question, j'ai trouvé :
Ec = 10 J
Epp = 1,26.104
b. Lorsque le skieur descend, quelle transformation d'énergie se produit-il ?
j'ai répondu que l'énergie potentielle de pesanteur du skieur se tranformait en énergie cinétique.. Je ne sais pas si d'une part cette réponse est bonne et d'autre part si une phrase suffit et s'il ne faut pas justifier avec des calculs...
c. Si la neige est verglacée (absence de frottements) et si la résistance de l'air est négligeable, comment sont liées les deux formes d'énergie que possède le skieur ?
Là je ne sais pas du tout...
d. Combien vaut l'énergie cinétique du skieur lorsqu'il est parvenu au bas de la piste ? En déduire sa vitesse au bas de la piste.
Ec = 12567 J
et la vitesse au point P est de 17,7 m.s-1
e. Que peut-on dire de la valeur de sa vitesse s'il poursuit son chemin sur la piste horizontale ? Justifier la réponse.
Je pense que la vitesse diminue mais je ne sais pas du tout comment justifier ça ... :s
Merci d'avance de bien vouloir m'aider s'il vous plaît
Bonjour Ephystillia,
voici quelques pistes pour traiter ton probleme :
question a, Ok pour l'energie cinetique 10 J ; pour l'energie Ep, bien et bravo, car il fallait utiliser le pourcentage de pente pour calculer l'inclinaison de la piste, puis utiliser sa longueur la fonction sinus pour en deduire la hauteur d'ou part le skieur. Pas evident ! Mais nuance quand meme : Ton resultat est donne sans unite, ce qui le jour d'un examen constitue une "fatal error". En physique toutes les valeurs numeriques doivent etre accompagnees d'une unite de mesure. Pas de temps en temps : toujours !
b - Quand le sieur descend, il perd de l'altitude (evedemment !) donc de l'energie potentielle. En revanche il gagne de la vitesse. Ep diminue donc au profit de Ec. S'il n'y a pas de forces de frottement (donc pas de resistance de l'air et piste super-glissante), il n'y a pas de deperdition d'energie : ca veut dire que la quantite d'energie potentielle perdue se transforme integralement en energie cinetique. On ecrira donc le bilan d'energie comme Ec =
Ep (dans cette relation,
veut dire "variation de" ; elle est ecrite en valeurs absolues, sans tenir compte du signe de ces variations, mais en toute rigueur il faudrait evrire
Ec = -
Ep, puisque
Ec est positif quand
Ep est negatif... laissons de cote ce petit pb de signe, on en n'a pas besoin pour expliquer ce qui se passe).
En physique on montre ainsi que la somme des deux, Ec + Ep, s'appelle "energie mecanique" et qu'elle reste constante (mais en premiere je ne sais pas si on voit cette notion d'energie mecanique... dis-moi).
S'i y a des frottements, ceux-ci font effectuer un travail note souvent Wf (W comme work en anglais). Ce travail W va bien sur etre fourni par la perte d'energie potentielle, donc le bilan va maintenant s'ecrire (tjs aux signes pres), Ep =
Ec + W.
c - On est dans le cas de figure ou toute l'energie potentielle se transforme en energie cinetique, chance ! Donc Ec =
Ep.
d - tu as sans doute bon, mais attention car tu es tombe peut-etre dans un petit piege : le Ec = 12567 J correspond a la variation d'energie entre le sommet et le bas de la pente. Pour evaluer l'energie acquise par le skieur quand il arrive en bas, il faut ajouter a cette valeur l'energie qu'il possedait en haut de la piste... soit 10 Joules. Tu me diras, 12567 + 10 ne changent pas grand chose mais si tu dois rendre cet exco en dm, n'oublie surtout pas d'ajouter ces 10 J.
e - La tu as faux, car si le skieur poursuit sacourse sur piste horizontale, son energie potentielle de pesanteur ne varie plus... donc son energie cinetique non plus... Donc si Ec devient constante, c'est que v reste constante elle aussi ! Le mouvemeent du skieur est alors rectiligne et uniforme.
Bravo quand meme pour avoir bien debroussaille ton pb et a bientot.
Prbebo.
Je vous remercie pour votre aide et vos conseils. Ils me seront utiles pour l'avenir et cet exercice.
Je m'en veux car je n'oublie jamais les unités, mais comme quoi il ne faut jamais dire jamais.
Encore une fois merci beaucoup !
Bonsoir Ephystillia,
je suis heureux de voir que mon intervention t'a ete benefique. Je maintiens ce que je t'ai ecrit tout a l'heure : contrairement a certains membres du forum qui, apres avoir poste leur petit probleme, attendent paisiblement que la solution leur tombe dans le bec, toi tu as su proposer des solutions en les critiquant, cad en reconnaissant ne pas etre sur d'avoir fait la bonne reponse et en cherchant a savoir pourquoi. C'est pourquoi, si tu reposes un probleme sur ce forum, tu auras toute ma priorite pour y repondre.
Bonne fin de journee et bon courage pour les suivantes. Prbebo.
Bonjour,
J'ai oublié de vous dire que oui en première, tout du moins scientifique, nous voyons la notion d'énergie mécanique que l'on représente sur des diagramme d'énergie et où de ce fait on peut voir si elle est constante ou non.
En cours j'ai pu voir ces deux cas.
J'espère vous avoir renseigné en remerciement de votre aide.
Ephystillia
Vous devez être membre accéder à ce service...
Pas encore inscrit ?
1 compte par personne, multi-compte interdit !
Ou identifiez-vous :