VERS LE BREVET Conversion énergie potentielle - énergie cinétique (A) 7e étage 1. Chute d'un mannequin Un mannequin en matière synthétique de masse m = 50 kg es
Question
Conversion énergie potentielle
- énergie cinétique
(A)
7e étage
1. Chute d'un mannequin
Un mannequin en matière synthétique de masse
m = 50 kg est maintenu au 7e étage d'un immeuble,
à une altitude h de 20 m au dessus du sol. Son éner-
gie potentielle de pesanteur est donnée par la for-
mule Ep = mx gx h (avec g = 10 N/kg).
a) Quelle est son énergie potentielle de pesanteur ?
b) Quelle est son énergie mécanique ?
Le mannequin est lâché sans vitesse initiale (dessin A).
c) En quel type d'énergie est convertie l'énergie
potentielle du mannequin ?
d) On considère qu'il y a conservation de l'énergie
mécanique au cours de sa chute. Quelle est la valeur
de son énergie cinétique lorsqu'il heurte le sol ? Au
contact du sol il perd brusquement cette énergie et
se trouve fracassé.
1 Réponse
-
1. Réponse McKenna
1: EPp= mgh
=50 × 10 × 20
=10000J
2: on sait que : Em=Ec+EPp
et puisque le mannequin est lâché sans vitesse initiale alors Vi=0
et du coup Ec=1/2×m×Vi²
=1/2×50×0²
=0
donc Ec sera nulle
et Em=EPp
=mgh
=50×10×20
=10000J
3: l'énergie potentielle du mannequin est convertie en énergie cinétique.
4: puisqu'on a une chute libre, donc on a la conservation de Em
∆Em=0
on doit calculer l'énergie cinétique au point final cād ECf
∆EC = la somme de W(F)ext
∆EC=W(P)
Ecf _ Eci= mgh
⬆️⬆️ cād Ec au point final _ Ec au point initial
Eci =0 car le corps est lancé sans vitesse initiale
Ecf = mgh
1/2×m×Vf² = mgh
Vf= √mgh/1/2×m
= √10×20/1/2
=20m/s
Ecf = 1/2×m×Vf²
=1/2×50×20²
=10000J