1ère S

Thème : Lois et modèles

TP n°14

Physique

Conservation de l’énergie mécanique

Chap.16

Objectifs :
Connaître et utiliser l’expression de l’énergie cinétique d’un solide en translation et de l’énergie potentielle de pesanteur d’un solide au voisinage de la Terre.
Exploiter un enregistrement pour étudier l’évolution de l’énergie cinétique, de l’énergie potentielle et de l’énergie mécanique d’un système au cours d’un mouvement.
• Lors d’un orage violent, on peut observer la formation de grêlons qui viennent frapper le sol en provoquant de nombreux dégâts. Pour comprendre ce phénomène, il faut comprendre que ces dégâts sont dus à l’énergie cinétique que possèdent ces grêlons.
Comment évolue l’énergie d’un objet en chute dans un fluide ?
Définitions
• L’énergie cinétique, en joules (J), de la balle à l’instant t, notée Ec, est définie par :
 m représente la masse de la balle (en kg)
1
EC = m v²  v la valeur de sa vitesse (en m.s-1) à l’instant t.

2

• L’énergie potentielle de pesanteur, en joules (J), de la balle à l’instant t, notée Epp, est définie par :
 m représente la masse de la balle(en kg)
Epp = mgz  z est l’altitude (en m) de son centre de gravité repérée sur un axe vertical (Oz) orienté vers le haut
 g est l’intensité de la pesanteur terrestre (g = 9,81 N.kg-1).
On choisit ici : Epp = 0 pour z = 0 (altitude de référence des énergies potentielles de pesanteur).
• L’énergie mécanique, en joules (J), de la balle dans le champ de pesanteur terrestre est définie par : EM = EC + Epp
I. Etude du mouvement de chute libre
Protocole expérimental
• On souhaite étudier les diverses formes d’énergie que possède une balle de masse m = 45 g, lâchée verticalement. La vidéo se nomme chute libre.
• Suivre le protocole de la feuille acquisition du mouvement pour obtenir les mesures de t, x et y.
Calculs préliminaires
Calcul des vitesses instantanées
Aller dans Grandeurs, onglet Expressions.
Définir la composante horizontale de la vitesse vx, de la
composante