Exercices sur l'énergie potentielle et cinétique

Étudiez l'énergie cinétique et potentielle avec cette liste d'exercices résolus que Toda Matter a préparé pour vous. Éliminez vos doutes avec des résolutions étape par étape et préparez-vous avec les questions de l'ENEM et de l'examen d'entrée.

question 1

Dans un marché, deux ouvriers chargent un camion qui livrera des légumes. L'opération se déroule comme suit: l'ouvrier 1 retire les légumes d'un étal et les conserve dans une caisse en bois. Par la suite, il jette la caisse, la faisant glisser au sol, vers l'ouvrier 2 qui se trouve à côté du camion, chargé de la ranger sur le corps.

L'ouvrier 1 lance la boîte avec une vitesse initiale de 2 m/s et la force de friction effectue un travail de module égal à -12 J. L'ensemble caisse en bois et légumes a une masse de 8 kg.
Dans ces conditions, il est correct d'affirmer que la vitesse à laquelle la boîte atteint l'ouvrier 2 est

a) 0,5 m/s.
b) 1 m/s.
c) 1,5 m/s.
d) 2 m/s.
e) 2,5 m/s.

Voir la réponse

Bonne réponse: b) 1 m/s

Le travail des forces agissant sur un corps est égal au changement d'énergie de ce corps. Dans ce cas, l'énergie cinétique.

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tau est égal à l'incrément E avec l'indice c

Le changement d'énergie cinétique est l'énergie cinétique finale moins l'énergie cinétique initiale.

$tau égal à l'incrément E avec C avec f indice fin d'indice moins incrément E avec C avec i indice fin d'indice tau égal au numérateur m. v avec f indice au carré sur le dénominateur 2 fin de fraction moins numérateur m. v avec i indice au carré sur le dénominateur 2 fin de fraction$

De la déclaration, nous avons que l'œuvre est - 16 J.

La vitesse à laquelle la boîte atteint l'ouvrier 2 est la vitesse finale.

$moins 12 est égal au numérateur 8. v avec f au carré en indice sur le dénominateur 2 à la fin de la fraction moins le numérateur 8,2 au carré sur le dénominateur 2 à la fin de la fraction$

Résoudre pour Vf

$moins 12 est égal à 8 sur 2 parenthèse ouverte v avec f indice carré moins 4 parenthèse fermée moins 12 est égal à 4 parenthèse ouverte v avec f indice carré moins 4 fermeture parenthèses numérateur moins 12 sur le dénominateur 4 fin de fraction égale à parenthèse ouverte v avec indice f au carré moins 4 parenthèse fermante moins 3 égale à v avec indice f à carré moins 4 moins 3 plus 4 égal à v avec f indice carré 1 égal à v avec f indice carré racine carrée de 1 égal à v avec f indice 1 espace m divisé par s égal a v avec indice f$

Par conséquent, la vitesse à laquelle la boîte atteint l'ouvrier 2 est de 1 m/s.

question 2

Dans un entrepôt à grains ensachés, une grande étagère avec quatre étagères de 1,5 m de hauteur stocke les marchandises qui seront expédiées. Toujours au sol, six sacs de céréales de 20 kg chacun sont posés sur une palette en bois, qui est collectée par un chariot élévateur. Chaque palette a 5 kg de masse.

Considérant l'accélération de la pesanteur égale à 10 m/s², l'ensemble sacs plus palette en tant que corps et sans tenir compte de ses dimensions, l'énergie potentiel gravitationnel acquis par le jeu de palettes et les sacs de céréales, au fur et à mesure qu'ils quittent le sol et sont stockés au quatrième étage de l'étagère, signifie

a) 5400 J.
b) 4300 J.
c) 5 625 J.
d) 7200 J.
e) 7 500 J.

Voir la réponse

Bonne réponse: c) 5 625 J

L'énergie potentielle gravitationnelle d'un corps est le produit de la masse de ce corps, de l'amplitude de l'accélération due à la gravité et de sa hauteur par rapport au sol.

Calcul de la masse

Comme chaque sac de grain a une masse de 20 kg et la palette est de 5 kg, l'ensemble a :

20,6 + 5 = 120 + 5 = 125 kg

La hauteur

La bibliothèque a 4 étages de 1,5 m et l'ensemble sera rangé au quatrième. Sa hauteur sera de 4,5 m du sol, comme indiqué sur le dessin. A noter que l'ensemble n'est pas au quatrième étage mais au quatrième étage.

Ainsi:

Et avec p indice égal à m. g. h E avec p indice égal à 125.10.4 point 5 E avec p indice égal à 5 espace 625 espace J

L'énergie acquise par l'ensemble sera de 5 625 J.

question 3

Un ressort d'une longueur de 8 cm au repos reçoit une charge de compression. Un corps de masse de 80 g est placé sur le ressort et sa longueur est réduite à 5 cm. En considérant l'accélération de la pesanteur comme 10 m/s², déterminez :

a) La force agissant sur le ressort.
b) La constante élastique du ressort.
c) L'énergie potentielle emmagasinée par le ressort.

Voir la réponse

a) La force agissant sur le ressort correspond à la force de poids exercée par la masse de 80 g.

Le poids de la force est obtenu par le produit de la masse et de l'accélération due à la gravité. Il faut que la masse soit écrite en kilogrammes.

80g = 0,080kg.

P est égal à m g P est égal à 0 virgule 080.10 P est égal à 0 virgule 80 espace N

La force agissant sur le ressort est de 0,80 N.

b) Dans le sens vertical, seules la force de poids et la force élastique agissent, dans des directions opposées. Une fois statique, la force élastique s'annule avec la force de poids, ayant le même module.

La déformation x était de 8 cm - 5 cm = 3 cm.

La relation qui fournit la résistance à la traction est

F avec e l indice fin de l'indice égal à k. X où k est la constante élastique du ressort.

$k égal à F avec e l indice fin d'indice sur x k égal au numérateur 0 virgule 80 au dénominateur 3 fin de fraction k approximativement égal à 0 virgule 26 espace N divisé par c m$

c) L'énergie potentielle stockée dans un ressort est donnée par l'équation du travail de la force élastique.

$tau avec F avec e l indice fin d'indice fin d'indice égal au numérateur k. x au carré sur le dénominateur 2 fin de fraction$

En remplaçant les valeurs dans la formule et en calculant, nous avons :

$tau avec F avec e l indice fin d'indice indice fin d'indice égal au numérateur 0 virgule 26. parenthèse gauche 0 virgule 03 parenthèse droite au carré sur le dénominateur 2 fin de fraction tau avec F avec et l indice fin d'indice indice fin de indice égal au numérateur 0 virgule 26,0 virgule 0009 sur le dénominateur 2 fin de fraction tau avec F avec et l indice fin d'indice indice fin d'indice égal au numérateur 0 virgule 000234 au-dessus du dénominateur 2 fin de fraction tau avec F avec et 1 indice fin d'indice fin d'indice égal à 0 virgule 000117 J espace$

en notation scientifique 1 virgule 17 signe de multiplication 10 à moins 4 puissance extrémité de l'espace exponentiel J

question 4

Un corps d'une masse égale à 3 kg est en chute libre d'une hauteur de 60 m. Déterminer l'énergie mécanique, cinétique et potentielle aux instants t = 0 et t = 1s. Considérons g = 10 m/s².

Voir la réponse

L'énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et potentielle à chaque instant.

E avec indice M est égal à E avec indice P plus E avec indice C

Calculons les énergies pour t = 0s.

Énergie cinétique à t = 0s.

A t=0s, la vitesse du corps est également nulle, car le corps est abandonné, laissant le repos, donc l'énergie cinétique est égale à 0 Joules.

$Et avec l'indice C égal au numérateur m. v au carré sur le dénominateur 2 à la fin de la fraction E avec l'indice C égal au numérateur 3,0 au carré sur le dénominateur 2 à la fin de la fraction égal à 0 espace J$

Énergie potentielle à t = 0s.

Et avec P indice égal à m. g. h E avec indice P égal à 3.10.60 égal à 1800 J espace

Énergie mécanique à t = 0s.

Et avec M indice égal à 1 espace 800 plus 0 espace égal à l'espace 1 espace 800 espace J

Calculons les énergies pour t = 1s.

Énergie cinétique à t = 1s.

Tout d'abord, il est nécessaire de connaître la vitesse à t=1s.

Pour cela, nous allons utiliser la fonction vitesse horaire pour un MUV (mouvement uniformément varié).

V parenthèse gauche t parenthèse droite est égal à V avec 0 indice plus a. t

Où,
V avec 0 espace indice fin de l'indice est la vitesse initiale,
Les est l'accélération, qui dans ce cas sera l'accélération de la pesanteur, g,
t est le temps en secondes.

La vitesse de déplacement initiale est de 0, comme nous l'avons déjà vu. L'équation ressemble à ceci :

V parenthèse gauche t parenthèse droite égale à g. t

En utilisant g = 10 et t = 1,

V parenthèse gauche 1 parenthèse droite égale à 10,1 V parenthèse gauche 1 parenthèse droite égale à 10 m espace divisé par s

Ce qui signifie qu'en 1s de chute la vitesse est de 10 m/s et maintenant nous pouvons calculer l'énergie cinétique.

$Et avec l'indice C égal au numérateur m. v au carré sur le dénominateur 2 à la fin de la fraction E avec l'indice C est égal au numérateur 3,10 au carré sur le dénominateur 2 à la fin de la fraction E avec l'indice C égal au numérateur 3 100 au-dessus du dénominateur 2 fin de fraction égal au numérateur 3 100 au-dessus du dénominateur 2 fin de fraction égal à 300 sur 2 égal à 150 espace J$

Énergie potentielle pour t=1s.

Pour connaître l'énergie potentielle à t=1s, il faut d'abord connaître sa hauteur à cet instant. En d'autres termes, jusqu'où il a changé. Pour cela, nous utiliserons la fonction horaire des positions pour t=1s.

Où, S avec 0 indice est la position de départ du mouvement, que nous considérerons comme 0.

S est égal à S avec 0 indice plus V avec 0 indice. t plus g sur 2. t au carré S est égal à 0 plus 0. t plus 10 sur 2,1 au carré S est égal à 10 sur 2,1 équivaut à 5 m d'espace

Ainsi, à t=1s le corps aura parcouru 5 m et sa hauteur par rapport au sol sera :

60 m - 5 m = 55 m

Nous pouvons maintenant calculer l'énergie potentielle pour t=1s.

Et avec P indice égal à m. g. h E avec P indice égal à 3.10.55 espace égal à espace 1 espace 650 espace J.

Calcul de l'énergie mécanique pour t=1s.

E avec M indice égal à E avec P indice plus E avec C indice E avec M indice égal à 1 espace 650 plus 150 espace égal à 1 espace 800 espace J

Voir que l'énergie mécanique est la même, j'essaye pour t = 0s comme pour t = 1s. Au fur et à mesure que l'énergie potentielle diminuait, la cinétique augmentait, compensant la perte, car il s'agit d'un système conservateur.

question 5

Un enfant joue sur une balançoire dans un parc avec son père. A un moment donné, le père tire la balançoire, la portant à une hauteur de 1,5 m par rapport à l'endroit où elle est au repos. La balançoire plus enfant a une masse égale à 35 kg. Déterminez la vitesse horizontale de la balançoire lorsqu'elle passe par la partie la plus basse de la trajectoire.

Considérons un système conservateur où il n'y a pas de perte d'énergie et l'accélération due à la gravité est égale à 10 m/s².

Voir la réponse

Toute énergie potentielle se transformera en énergie cinétique. Au premier instant, l'énergie potentielle est

Et avec P indice égal à m. g. h E avec indice P égal à 35.10.1 point 5 égal à 525 espace J

Au deuxième instant l'énergie cinétique sera égale à 525 J car toute l'énergie potentielle devient cinétique.

$Et avec l'indice C égal au numérateur m. v au carré sur le dénominateur 2 à la fin de la fraction 525 est égal au numérateur 35. v au carré sur le dénominateur 2 à l'extrémité de la fraction 525,2 est égal à 35. v au carré 1050 sur 35 est égal à v au carré 30 est égal à v racine carrée au carré de 30 est égal à v espace$

Par conséquent, la vitesse horizontale du corps est racine carrée de l'espace final 30 de la racine m divisée par l'espace s , soit environ 5,47 m/s.

question 6

(Enem 2019) Lors d'une expo-sciences, un étudiant utilisera le disque de Maxwell (yo-yo) pour démontrer le principe de conservation de l'énergie. La présentation comprendra deux étapes :

Étape 1 - l'explication selon laquelle, au fur et à mesure que le disque descend, une partie de son énergie potentielle gravitationnelle se transforme en énergie cinétique de translation et en énergie cinétique de rotation ;

Étape 2 - le calcul de l'énergie cinétique de rotation du disque au point le plus bas de sa trajectoire, en supposant le système conservateur.

Lors de la préparation de la deuxième étape, il considère l'accélération due à la pesanteur égale à 10 m/s² et la vitesse linéaire du centre de masse du disque négligeable par rapport à la vitesse angulaire. Il mesure ensuite la hauteur du sommet du disque par rapport au sol au point le plus bas de sa trajectoire, en prenant 1/3 de la hauteur de la tige du jouet.

Les spécifications de taille du jouet, c'est-à-dire la longueur (L), la largeur (L) et la hauteur (H), ainsi que à partir de la masse de son disque métallique, ont été retrouvés par l'étudiant dans le détourage du manuel illustré à suivre.

Contenu: base en métal, tiges en métal, barre supérieure, disque en métal.
Taille (L × l × H): 300 mm × 100 mm × 410 mm
Masse du disque métallique: 30 g

Le résultat du calcul de l'étape 2, en joule, est :

parenthèse droite espace 4 virgule 10 espace signe de multiplication espace 10 à la puissance moins 2 fin de l'espace exponentiel b parenthèse droite espace 8 virgule 20 espace signe de multiplication espace 10 à la puissance finale moins 2 de l'exponentielle c parenthèse droite espace 1 virgule 23 espace signe de multiplication espace 10 à la puissance finale moins 1 de l'espace exponentiel d parenthèse droite espace 8 virgule 20 espace signe de multiplication espace 10 à la puissance 4 espace fin de la parenthèse exponentielle et droite espace 1 virgule 23 espace signe de multiplication espace 10 à la puissance 5

Voir la réponse

Bonne réponse: b) Et avec C espace d e espace rotation indice fin de l'indice égal à 8 virgule 3 signe de multiplication 10 à moins 2 fin de l'exponentiel J

Nous voulons déterminer l'énergie cinétique de rotation au temps 2, lorsque le disque est à sa position la plus basse.

Comme l'énergie de translation a été négligée et qu'il n'y a pas de pertes d'énergie, toute l'énergie potentielle gravitationnelle est transformée en énergie cinétique de rotation.

Energie cinétique de rotation au point le plus bas de la trajectoire = Energie potentielle gravitationnelle au point le plus haut de la trajectoire.

La hauteur totale de l'ensemble est de 410 mm soit 0,41 m. La hauteur de la trajectoire est $numérateur 2 h au-dessus du dénominateur 3 fin de fraction$ c'est la même chose que :

$numérateur 2 signe de multiplication 0 virgule 41 au-dessus du dénominateur 3 fin de fraction égale au numérateur 0 virgule 82 au-dessus du dénominateur 3 fin de fraction m$

La masse est de 30 g, en kilogrammes, 0,03 kg.

Calcul de l'énergie potentielle.

$Et avec P indice égal à m. g. h E avec P indice égal à 0 virgule 03.10. numérateur 0 virgule 82 sur dénominateur 3 fin de la fraction E avec indice P égal à 0 virgule 3. numérateur 0 virgule 82 sur le dénominateur 3 fin de la fraction E avec P indice égal à 0 virgule 1 espace. espace 0 virgule 82 est égal à 0 virgule 082 espace J$

En notation scientifique, on a

Et avec C espace d e espace rotation indice fin de l'indice égal à 8 virgule 2 signe de multiplication 10 à moins 2 puissance finale de l'exponentiel J

question 7

(CBM-SC 2018) L'énergie cinétique est l'énergie due au mouvement. Tout ce qui bouge a de l'énergie cinétique. Par conséquent, les corps en mouvement ont de l'énergie et peuvent donc provoquer des déformations. L'énergie cinétique d'un corps dépend de sa masse et de sa vitesse. Par conséquent, nous pouvons dire que l'énergie cinétique est fonction de la masse et de la vitesse d'un corps, où l'énergie cinétique est égale à la moitié de sa masse multipliée par sa vitesse au carré. Si nous faisons quelques calculs, nous constaterons que la vitesse détermine une augmentation beaucoup plus importante de l'énergie cinétique que la masse, nous pouvons donc conclure qu'il y aura beaucoup plus de blessures chez les occupants d'un véhicule impliqué dans un accident à grande vitesse que chez ceux dans un accident à basse vitesse rapidité.

On sait que deux voitures, pesant toutes deux 1500 kg, entrent en collision dans la même barrière. La voiture A a une vitesse de 20 m/s et le véhicule B une vitesse de 35 m/s. Quel véhicule sera le plus susceptible à une collision plus violente et pourquoi ?

a) Véhicule A, car il a une vitesse plus élevée que le véhicule B.
b) Véhicule B, car il a une vitesse constante supérieure à celle du véhicule A.
c) Véhicule A, car il a la même masse que le véhicule B, cependant il a une vitesse constante supérieure à celle du véhicule B.
d) Les deux véhicules seront impactés avec les mêmes intensités.

Voir la réponse

Bonne réponse: b) Véhicule B, car il a une vitesse constante supérieure à celle du véhicule A.

Comme le dit l'énoncé, l'énergie cinétique augmente avec le carré de la vitesse, donc une vitesse plus élevée produit une plus grande énergie cinétique.

A titre de comparaison, même s'il n'est pas nécessaire de répondre au problème, calculons les énergies de deux voitures et comparons-les.

voiture A

$Et avec C Un indice fin d'indice égal au numérateur m. v au carré sur le dénominateur 2, l'espace de fin de fraction est égal au numérateur de l'espace 1500,20 au carré sur dénominateur 2 fin de fraction égale au numérateur 1500.400 sur dénominateur 2 fin de fraction égale à 300 espace 000 Espace J$

voiture B

$Et avec C Un indice fin d'indice égal au numérateur m. v au carré sur le dénominateur 2 à la fin de l'espace de fraction est égal au numérateur de l'espace 1500,35 au carré sur dénominateur 2 fin de fraction égale au numérateur 1500,1225 sur dénominateur 2 fin de fraction égale à 918 espace 750 Espace J$

Ainsi, on voit que l'augmentation de la vitesse de la voiture B conduit à une énergie cinétique plus de trois fois supérieure à celle de la voiture A.

question 8

(Enem 2005) Observez la situation décrite dans la bande ci-dessous.

Dès que le garçon tire la flèche, il y a une transformation d'un type d'énergie à un autre. La transformation, dans ce cas, est d'énergie

a) potentiel élastique en énergie gravitationnelle.
b) gravitationnelle en énergie potentielle.
c) potentiel élastique en énergie cinétique.
d) cinétique en énergie potentielle élastique.
e) gravitationnelle en énergie cinétique

Voir la réponse

Bonne réponse: c) potentiel élastique en énergie cinétique.

1 - L'archer emmagasine de l'énergie sous forme de potentiel élastique, en déformant l'arc qui fera office de ressort.

2 - Au relâchement de la flèche, l'énergie potentielle se transforme en énergie cinétique, lorsqu'elle se met en mouvement.

question 9

(Enem 2012) Une voiture, en mouvement uniforme, marche le long d'une route plate, quand elle commence à descendre une pente sur laquelle le conducteur fait en sorte que la voiture suive toujours la vitesse de montée constant.

Pendant la descente, que deviennent les énergies potentielles, cinétiques et mécaniques de la voiture ?

a) L'énergie mécanique reste constante, car la vitesse scalaire ne varie pas et, par conséquent, l'énergie cinétique est constante.
b) L'énergie cinétique augmente, à mesure que l'énergie potentielle gravitationnelle diminue et lorsque l'une diminue, l'autre augmente.
c) L'énergie potentielle gravitationnelle reste constante, car il n'y a que des forces conservatrices agissant sur la voiture.
d) L'énergie mécanique diminue, car l'énergie cinétique reste constante, mais l'énergie potentielle gravitationnelle diminue.
e) L'énergie cinétique reste constante car aucun travail n'est effectué sur la voiture.

Voir la réponse

Bonne réponse: d) L'énergie mécanique diminue à mesure que l'énergie cinétique reste constante mais que l'énergie potentielle gravitationnelle diminue.

L'énergie cinétique dépend de la masse et de la vitesse, car elles ne changent pas, l'énergie cinétique reste constante.

L'énergie potentielle diminue car elle dépend de la hauteur.

L'énergie mécanique diminue car c'est la somme de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique.

question 10

(FUVEST 2016) Helena, dont la masse est de 50 kg, pratique un sport extrême saut à l'élastique. Lors d'un entraînement, il se détache du bord d'un viaduc, avec une vitesse initiale nulle, attaché à une bande élastique de longueur naturelle L avec 0 indice égal à 15 m d'espace et constante élastique k = 250 N/m. Lorsque l'andain est étiré de 10 m au-delà de sa longueur naturelle, le module de vitesse d'Helena est

Noter et adopter: accélération de la pesanteur: 10 m/s². La bande est parfaitement élastique; ses effets de masse et de dissipation doivent être ignorés.

a) 0 m/s
b) 5 m/s
c) 10 m/s
d) 15 m/s
e) 20 m/s

Voir la réponse

Bonne réponse: a) 0 m/s.

Par conservation de l'énergie, l'énergie mécanique au début du saut est égale à la fin du saut.

E avec M i n i c i a l fin d'indice égal à E avec M f i n i c i a l fin d'indice E P avec espace g r a v i t a c i o n a l i n i c i a l indice fin de l'espace indice plus espace E avec c i n e t i c un espace i n i c i a l indice fin de l'espace indice plus espace E P avec e l a s t i c a i n i n i c i a l espace indice fin de l'indice égal à E P avec espace g r a v i t a c i o n a l indice final fin de l'espace indice plus d'espace E avec c i n e t i c a f i n a l espace indice fin de l'indice espace plus E espace P avec e la s t i c a f i n a l espace indice fin de souscrit

au début du mouvement

L'énergie cinétique est 0 puisque la vitesse initiale est 0.
L'énergie potentielle élastique est 0 car la bande élastique n'est pas tendue.

à la fin du mouvement

L'énergie potentielle gravitationnelle est de 0, par rapport à la longueur calculée au départ.

L'équilibre des énergies ressemble maintenant à ceci :

E P avec espace g r a v i t a c i o n a l i n i c i a l indice fin de l'indice égal à E avec espace c i n t i c a f i n a l indice fin de l'indice espace plus espace E P avec e la s t i c un espace fin a l indice fin de l'indice

Puisque nous voulons de la vitesse, isolons l'énergie cinétique d'un côté de l'égalité.

E P avec espace g r a v i t a c i o n a l i n i c i a l moins espace indice fin de l'indice E P avec e l á s t i c un espace fin a l indice fin d'indice égal à E avec c i n t i c un espace fin a l indice fin d'indice espacer

faire les calculs

énergie potentielle gravitationnelle

h = 15 m de longueur naturelle de la bande + 10 m de tronçon = 25 m.

E P avec espace g r a v i t a c i o n a l i n i c i a l indice fin de l'indice égal à m. g. h E P avec g r a v i t a c i o n a l espace en indice i n i c i a l fin de l'indice égal à 50.10.25 espace égal à l'espace 12 espace 500 espace J

énergie potentielle élastique

$Et avec P espace et l a s t i c l'indice de fin de l'indice égal au numérateur k. x au carré sur le dénominateur 2 fin de la fraction E avec P espace et l á st i c un indice fin de indice égal au numérateur 250,10 au carré sur le dénominateur 2 fin de fraction égale à 12 espace 500 Espace J$

En remplaçant les valeurs dans le bilan énergétique, on a :

12 espace 500 moins 12 espace 500 égale E avec c i n e t i c a espace fin a l indice fin de l'indice espace 0 égale E avec c i n e t i c a espace fin a l indice fin de l'indice espace

Comme l'énergie cinétique ne dépend que de la masse, qui n'a pas changé, et de la vitesse, nous avons une vitesse égale à 0.

S'identifier avec le calcul.

En égalant l'énergie cinétique à 0, on a :

$Et avec c i n est t i c un espace fi n a l fin de l'indice de l'espace de l'indice égal à l'espace du numérateur m. v au carré sur le dénominateur 2 fin de fraction égale à 0 m. v au carré égal à 0 v au carré égal à 0 sur m v égal à 0 espace$

Par conséquent, lorsque la bande est étirée de 10 m au-delà de sa longueur naturelle, le module de vitesse d'Helena est de 0 m/s.

question 11

(USP 2018) Deux corps de masses égales sont libérés, en même temps, du repos, de la hauteur h1 et se déplacent le long des différents chemins (A) et (B), illustrés sur la figure, où x1 > x2 et h1 > h2 .

Considérez les déclarations suivantes :

JE. Les énergies cinétiques finales des corps en (A) et (B) sont différentes.
II. Les énergies mécaniques des corps, juste avant qu'ils ne commencent à gravir la rampe, sont égales.
III. Le temps pour terminer le cours est indépendant de la trajectoire.
IV. Le corps en (B) atteint le premier la fin de la trajectoire.
V. Le travail effectué par la force de poids est le même dans les deux cas.

C'est juste ce qui est dit dans

Remarque et adoption: Ne tenez pas compte des forces de dissipation.

a) I et III.
b) II et V.
c) IV et V.
d) II et III.
e) I et V.

Voir la réponse

Bonne réponse: b) II et V.

I - FAUX: Comme les énergies initiales sont égales et que les forces dissipatives ne sont pas prises en compte et que les corps A et B descendent h1 et montent h2, seule l'énergie potentielle change, également, pour les deux.

II - CERTA: Comme les forces dissipatives sont négligées, comme les frottements lors du parcours des chemins jusqu'au début de la montée, les énergies mécaniques sont égales.

III - FAUX: Comme x1 > x2, le corps A parcourt la trajectoire de la "vallée", la partie inférieure, avec une vitesse plus élevée pendant un temps plus long. Lorsque B commence à monter en premier, il perd déjà de l'énergie cinétique, ce qui diminue sa vitesse. Pourtant, après la montée, les deux ont la même vitesse, mais le corps B doit parcourir une plus grande distance, ce qui prend plus de temps pour terminer le parcours.

IV - FAUX: Comme nous l'avons vu en III, le corps B arrive après A, car il met plus de temps à terminer le parcours.

V - À DROITE: Comme la force de poids ne dépend que de la masse, de l'accélération de la pesanteur et de la différence de hauteur pendant le trajet, et qu'elles sont égales pour les deux, le travail effectué par la force de poids est le même pour les deux.

vous continuez à pratiquer avec exercices d'énergie cinétique.

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