LEÇON · 1BAC
Énergie cinétique et énergie potentielle de pesanteur
Objectifs d’apprentissage
Calculer une énergie cinétique et une énergie potentielle de pesanteur.
Identifier les conditions dans lesquelles l'énergie mécanique se conserve.
Introduction
L'énergie permet de décrire les transformations et transferts associés au mouvement et à la position d'un système.
Cours
Pour un corps de masse m animé d'une vitesse v, l'énergie cinétique vaut Ec=½mv². Près de la surface terrestre, l'énergie potentielle de pesanteur par rapport à un niveau de référence vaut Epp=mgh. L'énergie mécanique Em=Ec+Epp se conserve dans le modèle où les forces dissipatives sont négligées ; en présence de frottements, une partie de l'énergie mécanique est transformée en énergie interne. Les unités doivent être cohérentes : kg, m·s⁻¹, m, et J.
Exemples guidés
- Pour m=2 kg et v=3 m·s⁻¹, Ec=½×2×9=9 J. À h=4 m avec g≈9,8 m·s⁻², Epp≈78,4 J.
Exercices d’application
- Un objet de 0,5 kg se déplace à 4 m·s⁻¹. Calculer son énergie cinétique. Puis calculer Epp à 2 m en prenant g=10 m·s⁻².
Correction
Ec=½×0,5×16=4 J. Epp=0,5×10×2=10 J par rapport au niveau de référence choisi.
À retenir
Préciser le système et le niveau de référence, utiliser les unités SI et annoncer les hypothèses sur les frottements.
Référence pédagogique
Leçon pédagogique originale ; confirmer les attendus et la progression auprès du programme officiel en vigueur et de l'enseignant.
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