Cours et Exercices Travail et énergie cinétique
Travail et énergie cinétique cours et exercices 1er BAC Sciences Expérimentales BIOF
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Travail et énergie cinétique Exercices Corrigés
Activités N°2 Travail et énergie cinétique PDF
Activités N°3 Travail et énergie cinétique PDF
Activités N°4 Travail et énergie cinétique PDF
Série d'exercices N°1 Travail et énergie cinétique PDF
Corrigés série N°1 Travail et énergie cinétique PDF
série Exercices N°2 Travail et énergie cinétique PDF
Corrigés série N°2 Travail et énergie cinétique PDF
Exercices Corrigés N°3 Travail et énergie cinétique PDF
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Travail et énergie cinétique Video
programme du cours:
Travail et énergie cinétique
I – L’énergie cinétique d’un corps solide en mouvement de translation
1 – Mouvement de translation :
On dit qu'un corps solide possède un mouvement de translation si le vecteur AB⃗⃗⃗⃗⃗⃗ (avec A et B deux points du corps) maintient la même direction et le même sens tout au long de la durée du mouvement : AB⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = Cte ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .
2 – Mouvement de la chute libre :
On dit qu'un corps est en mouvement de la chute libre s'il n'est soumis qu'à l'action de son poids seulement.
Remarque : On utilise le tube de Newton pour se débarrasser de l'effet de l'air, de sorte que les corps matériels tombent dans le vide et au même endroit, selon le même mouvement.
3 – L’énergie cinétique :
3-1 – Activité :
On lâche la même balle de différentes hauteurs, Elle tombe chaque fois sur un nouveau morceau de pâte, et on observe la croissance de l'impact de la balle sur les morceaux de pâte à cause de la croissance de la hauteur de la chute de la balle.
Sur la même hauteur, On libère trois balles différentes pour tomber à chaque fois sur un nouveau morceau de pâte, et on observe la croissance de l'impact des balles sur les morceaux de pâte à cause de la croissance de sa masse.
a- Comment varie la valeur de la vitesse de la balle, immédiatement avant qu'elle frappe le morceau de pâte, avec le changement de la hauteur de la chute de la balle ? Plus la hauteur h est élevée, plus la valeur de la vitesse V de la balle est élevée.
b- Comparer entre la vitesse de la balle immédiatement avant qu'elle frappe le morceau de pâte et le degré de sa déformation.
On observe la croissance de la déformation de la pâte à cause de la croissance de la vitesse V .
c- Comparer entre la masse de la balle et le degré de déformation du morceau de pâte. On observe la croissance de la déformation de la pâte à cause de la croissance de sa masse m .
d- Lors de la chute de la balle, son poids réalise un travail W(P⃗ ) , ce qui lui fait acquérir une énergie qui déforme le morceau de pâte. Déduire, qualitativement, le relation entre l’énergie gagnée par la balle immédiatement avant qu'elle frappe le morceau de pâte et sa masse et sa vitesse.
L'énergie gagnée par la balle est proportionnelle à sa masse et sa vitesse.
1-2 – Conclusion :
On appelle l'énergie cinétique d'un corps solide en mouvement de translation, sa masse m et sa vitesse V par rapport un référentiel, la quantité : EC =1/2 m.V^2 son unité en (S.I) est : Joule J
II – L’énergie cinétique d’un corps solide en mouvement de rotation autour un axe fixe :
On considère un corps solide en mouvement de rotation autour d'un axe fixe (Δ) avec une vitesse angulaire ω .
III – Le théorème de l’énergie cinétique :
1 – Cas d’un corps solide en chute libre sans vitesse initiale :
1-1 – Activité :
L'électro-aimant maintient la bille (de masse m = 24 g ) dans la position supérieure et lorsque l’interrupteur est ouvert, la bille avance et tombe sans aucune vitesse initiale devant la règle verticale graduée. Le chronomètre commence lorsque l'extrémité inférieure de la bille coupe le rayon lumineux de la cellule photovoltaïque et s'arrête lorsque l'extrémité supérieure de la bille dépasse ce rayon. Ainsi, On peut déterminer la durée ∆t qui prend le passage de la bille devant la cellule.
1-2 – Conclusion :
La variation l'énergie cinétique d'un corps solide lors de sa chute libre sans vitesse initiale, entre deux instants t1 et t2 , égale le travail de la seule force (son poids P⃗ ) appliquée à ce corps entre les deux instants :
2 – Cas d’un corps solide en translation rectiligne :
3 – Cas d’un corps solide en rotation autour d’un axe fixe :
4 – Enoncé du théorème de l’énergie cinétique :
Dans un repère galiléen, la variation l'énergie cinétique d'un corps solide indéformable en translation ou en rotation autour d’un axe fixe, entre deux instants t1 et t2 , égale la somme algébrique des travaux de toutes les forces extérieures appliquées à ce corps entre ces deux instants. Ce théorème est exprimé par la relation suivante :