Spe1-Bilan énergie mécanique (révisions)

Énergie cinétique

• Une voiture de masse m = 1,0 t et de vitesse 36 km/h a une énergie cinétique E_c = 50 kJ

• Si la voiture passe de 36 à 108 km/h (36x3), son énergie cinétique est multipliée par 9 (9=3²)

• Une voiture de masse 2,0 t (2 x 1,0 t) et de même vitesse que la première a énergie cinétique 4 x plus élevée (4=2²)

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Énergie potentielle de pesanteur (g=10 N/kg)

• Un véhicule de masse m = 1,0 t à une altitude h = 5,0 m du sol à une énergie potentielle de pesanteur E_pp = 50 kJ

• Un véhicule de masse m = 1,0 t à une altitude h = 5,0 m du sol à une énergie potentielle de pesanteur E_pp = 5,0 kJ

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• La voiture de m = 1,0 t est soumis à un poids P = 10 kN

Énergie et Puissance

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• 1kWh est l'énergie transférée en 1h à la puissance de 1kW, soit 3600 kJ

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• 1kWh est la puissance correspondant à un 1kW d'énergie transférée pendant 1h

Énergie et puissance. On élève un bloc de 1,0 t de 130 m

• E_pp acquise par le bloc est la même si on utilise une grue ou un plan incliné

• E_pp acquise par le bloc est la même si on soulève verticalement le bloc ou le long d'une rampe

• La puissance du transfert est la même avec une grue ou à la force humaine

• Une grue fait en 15 min ce qu'un groupe d'égyptiens fait en 10 h. La puissance du transfert est 40 fois plus élevée pour la grue.

Bilan d'énergie lors d'une transformation

• L'énergie est conservée lors de cette transformation

• L'énergie du système est constante

• Cette situation peut correspondre à un travail reçu de 50 kJ, un travail transféré de 30 kJ à un autre système et à 20 kJ dissipés par des forces de frottement

• L'énergie contenue dans le système est obligatoirement 50 kJ

Bilan énergétique

• L'énergie est conservée lors de cette transformation

• L'énergie stockée dans le système a augmenté de 20 kJ

• L'énergie stockée dans le système a diminué de 20 kJ

• A la fin de la transformation, le système peut être en déplacement plus rapide, à une altitude plus élevée, ou être plus chaud ...

Traction à vitesse constante dans une rue montante

• Le travail de la force de traction F_T est moteur

• Le travail du poids est résistant

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• La somme des travaux des forces extérieures à la voiture est positive puisque la voiture avance

Traction à vitesse constante dans une rue montante

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Travail du poids ou variation d'énergie potentielle de pesanteur d'un parachutiste

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• Le travail du poids est moteur

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• Le travail d'une force conservative ne dépend pas du chemin suivi entre la position de départ A et la position d'arrivée B

• LE poids est une force conservative. Son travail entre A et B ne dépend que de l'altitude des points A et B.

• Le travail du poids d'un randonneur qui monte à un sommet et revient à son point de départ par un autre chemin est nul

• Les frottements sont des forces conservatives car leur travail est toujours résistant