QCM N° 13 a

Principe de conservation

de l'énergie

 

   

 

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QCM N° 13 a : Principe de conservation de l’énergie

 Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

 

Énoncé

A

B

C

Réponse

1

L’énergie nucléaire est associée à l’interaction :

gravitationnelle.

électromagnétique.

Forte / Faible.

C

2

L’énergie potentielle de pesanteur est proportionnelle :

à sa masse.

à son altitude.

au carré de la valeur de la vitesse.

A et B

3

L’énergie potentielle de pesanteur de la balle A du DOC.1 est :

 DOC1

négative.

nulle.

positive

A

4

La balle B du DOC.1 de masse m = 130 g a une vitesse de 2,5 km.h–1.

 DOC1

Son énergie cinétique est :

4,1 x 102 J

4,1 x 10–1 J

3,1 x 10–2 J

C

5

Au cours de la chute libre de la balle B du DOC.1  son énergie mécanique :

 DOC1

diminue.

se conserve.

augmente.

B

6

Au cours de la chute libre de la balle B, sa variation d’énergie mécanique est :

constante et négative

nulle.

constante et positive.

B

7

Au cours de la chute libre de la balle B, son énergie cinétique augmente :

autant que son énergie potentielle de pesanteur diminue.

plus que son énergie potentielle de pesanteur diminue.

moins que son énergie potentielle de pesanteur diminue.

A

8

Les forces exercées par l’air sur la balle B au cours du mouvement ont :

une valeur plus grande que celle de son poids.

une valeur négligeable devant celle de son poids.

une valeur égale à celle de son poids.

B

9

Lors d’un transfert thermique, de l’énergie est transférée spontanément :

du corps le plus chaud vers le corps le plus froid.

du corps le plus froid vers le corps le plus chaud.

dans les deux sens.

A

10

Un solide en chute dans un fluide est soumis à des frottements exercés par le fluide. Au cours de sa chute, son énergie mécanique :

diminue.

augmente.

reste constante.

A

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer

Essentiel

    Les différentes formes d’énergie :

Différentes formes d'énergie 

    Énergie potentielle de pesanteur :

-    L’énergie potentielle de pesanteur Ep d’un solide est l’énergie qu’il possède du fait de sa position par rapport à la Terre, c’est-à-dire du fait de son altitude.

-    L’énergie potentielle de pesanteur d’un solide est l’énergie qu’il possède du fait de son interaction avec la Terre. La valeur de cette énergie dépend de la position du solide par rapport à la Terre.

-    Expression : Ep = m . g . z.

 Unités

    Énergie potentielle de pesanteur :

-    La valeur de l’énergie potentielle de pesanteur dépend de la valeur de z, elle dépend du choix de l’origine des altitudes.

-    On choisit de façon arbitraire : Ep (O) = 0

-    Le solide S de masse m, à l’altitude zA possède l’énergie potentielle de pesanteur :

-        Ep (A) = m . g . zA

-        Le point A est situé au-dessous du point O, alors : zA < 0 et Ep (A) < 0.

-    Le solide S de masse m, à l’altitude zB possède l’énergie potentielle de pesanteur :

-        Ep (B) = m . g . zB

-    Si on choisit comme origine des énergies potentielles la position zB = 0

-    Ep (B) = m . g . zB = 0

    Énergie cinétique :

-    L’énergie cinétique EC d’un solide en mouvement de translation est égale au demi-produit de la masse m du solide par le carré de la vitesse v2 du solide.

-    On écrit :

-     

-    Unités :

Unités 

-    L’énergie cinétique caractérise un solide en mouvement.

-    Elle est :

-    Proportionnelle à la masse m du solide

-    Proportionnelle au carré de la vitesse v du solide.

-    Elle dépend du référentiel d’étude.

-    C’est une grandeur supérieure ou égale à zéro.

-    Application numérique :

-     Valeur de la vitesse

    Chute libre :

-    Un solide en chute libre est un solide qui n’est soumis qu’à l’action de son poids.

-    Dans ce cas,

-    Une balle de masse m tombe en chute libre d’une hauteur h = zBzA

-    Si la balle est en chute libre sans vitesse initiale, on trouve la relation suivante :

-    v2 = 2 g . h.

-    Au cours de la chute libre de la balle :

-    L’énergie cinétique augmente au cours du temps, l’énergie potentielle diminue au cours du temps, alors que l’énergie mécanique se conserve au cours du temps.

-    L’énergie mécanique d’un solide en chute libre est constante, elle se conserve :

-    Em = EC EP = cte

-    La variation d’énergie mécanique est donc nulle au cours de la chute libre de la balle.

-    ΔEm = 0

-    Au cours de la chute libre de la balle B, son énergie cinétique augmente autant que son énergie potentielle de pesanteur diminue.

    Chute libre (suite) :

-    Un solide en chute libre est un solide qui n’est soumis qu’à l’action de son poids.

-    Ainsi, on peut négliger la poussée d’Archimède et les forces de frottements (ceci tant que sa vitesse de déplacement n’est pas trop élevée).

-    Les forces exercées par l’air sur la balle B au cours du mouvement ont une valeur négligeable devant celle de son poids.

 

    Transfert thermique :

-    Lorsqu’un corps chaud et un corps froid, isolés du milieu extérieur, sont en contact l’un avec l’autre, il y a transfert thermique spontané du corps chaud vers le corps froid.

-    Ce transfert s’accompagne de variation de température ou de changement d’état.

-    Dans le cas d’un système isolé, le gain d’énergie de la partie froide du système est égal à la perte d’énergie de la partie froide du système.

    Chute dans un fluide :

-    Un solide en chute dans un fluide est soumis à des frottements exercés par le fluide.

-    Son énergie mécanique diminue au cours de la chute.

-    De l’énergie est transférée du solide vers le fluide.

-    Lorsqu’un solide chute avec frottements, une partie de son énergie mécanique est :

-    Soit transférée à un autre système,

-    Soit transformée en une autre forme d’énergie.

-    Ceci découle du principe de conservation de l’énergie.

-    Exemple : Chute avec frottements. TP Physique N° 08. Vidéo : bille50.zip