QCM N° 07

Travail et énergie

 

   

 

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Travail et énergie : Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

On prendra g = 10 m . s–2

 

Énoncé

A

B

C

Réponse

1

Le travail d’une force constante  dont le point d’application se déplace de A à B est donné par la relation :

 

 

 

C

2

Une force est dite conservative, si :

Son travail est nul.

Son travail est indépendant du chemin suivi.

Son travail est moteur.

B

3

Le travail du poids d’un parapentiste de masse m = 80 kg s’élançant à une altitude de h1 = 1500 m et se posant à une altitude de h2 = 500 m vaut :

On prendra :

 g = 10 m . s–2

8,0 x 105 J

8,0 x 102 J

– 8,0 x 105 J

A

4

Le travail du poids d’un corps :

Est toujours positif quand le corps descend.

Est toujours moteur.

A un signe qui dépend du choix de l’axe vertical.

A

5

Le travail  de la force électrostatique   s’exerçant sur une particule de charge q se déplaçant d’un point A, où le potentiel est VA, à un point B où le potentiel est VB, s’écrit :

 

 

 

A et C

6

Une force qui s’exerce sur un point matériel est conservative si :

Elle garde une valeur constante quelle que soit sa direction.

Son travail ne dépend pas du chemin suivi par le point matériel pendant le déplacement.

Elle permet au corps sur lequel elle s’exerce de garder une vitesse constante.

B

7

On a représenté ci-dessous les évolutions au cours du temps des énergies d’un pendule de masse m = 100 g, écarté de sa position d’équilibre et lâché sans vitesse initiale à la date t = 0 s.

 

Les énergies du pendule sont représentées de la façon suivante :

Em en vert

EC en rouge

 

Epp en rouge

EC en bleu

 

Em en rouge

Epp en vert

 

A

8

La date t = 0,36 s correspond au passage du pendule :

Par sa position d’équilibre

Par sa position la plus haute.

Par sa position la plus basse.

A et C

9

Lorsque le pendule passe par sa position d’équilibre, sa vitesse vaut :

0,77 m . s–1.

0,0 m . s–1.

2,4 x 10–2 m . s–1.

A

10

Jusqu’à la date t = 0,36 s, il y a :

Transfert partiel de l’énergie potentielle de pesanteur en énergie cinétique.

Transfert complet de l’énergie cinétique en énergie potentielle de pesanteur.

Transfert complet de l’énergie potentielle de pesanteur en énergie cinétique.

C

11

Lorsque l’énergie mécanique d’un point matériel ne se conserve pas, la variation d’énergie mécanique de ce point est égale à la somme des travaux :

Des forces conservatives et non conservatives appliquées à ce point.

Des forces conservatives appliquées à ce point.

Des forces non conservatives appliquées à ce point.

C

12

Un pendule peut servir à construire une horloge si l’amplitude e ses oscillations :

Diminue au cours du temps.

Augmente au cours du temps.

Reste constante au cours du temps.

C

13

Lors de la chute libre d’un point matériel A :

Il y a conservation d’énergie de A entre les formes cinétique et potentielle.

L’énergie mécanique de A diminue quand son énergie potentielle diminue.

L’énergie mécanique de A diminue toujours.

A

14

Lors des oscillations libres d’un pendule, l’énergie mécanique du pendule :

S’exprime par Em = EPP + EC uniquement s’il n’y a pas de frottements.

Reste constante en l’absence de frottements.

Reste toujours constante que les oscillations soient amorties ou pas.

B

 

 

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

 

 Données :

-     Travail d’une force constante
-     Le travail d’une force constante  dont le point d’application M se déplace de A à B sur le segment [AB] est égal au produit scalaire du vecteur force  par le vecteur déplacement .
-     On note :

 

-     Schéma :

-     Lorsque le centre de gravité G d’un corps passe d’un point A à un point B, le travail du poids ne dépend que de l’altitude z A du point de départ et de l’altitude z B du point d’arrivée :
-      
-     Le travail du poids ne dépend pas du chemin suivi.

 

-     Dans un champ électrostatique uniforme, le travail de la force électrostatique à laquelle est soumise la particule ne dépend que des potentiels électriques (liés aux positions) de son point de départ et de son point d’arrivée.
-     La force électrique  est une force conservative.
-     Le travail de la force électrostatique  ne dépend pas du chemin suivi.

 

-      

 

-     L’énergie potentielle de pesanteur EPP d’un système S de masse m 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.
-     Un solide de masse m est soumis à son poids  sur la Terre.
-     L’énergie potentielle de pesanteur d’un système S est l’énergie qu’il possède du fait de son interaction avec la Terre.
-     La valeur de cette énergie dépend de la position du système S par rapport à la Terre.
-     Expression : EPP = m . g . z.

 

 

-     L’énergie mécanique d’un système S soumis à des forces conservatives est constante, elle se conserve.
-     Au cours du mouvement, la variation de l’énergie mécanique : ΔEm = 0
-     ΔEC + ΔEP = 0    =>    ΔEC = – ΔEP
-     Lorsqu’il y a conservation de l’énergie mécanique, il y a transfert total de l’énergie potentielle en énergie cinétique (et inversement).

 

-     Lorsqu’un système est soumis à des forces non conservatives qui travaillent, son énergie mécanique Em ne se conserve pas.
-     Sa variation est égale au travail des forces non conservatives.
-      
-     Dans le cas présent, le travail de la force de frottement est résistant, l’énergie mécanique diminue au cours du mouvement du système.
-     Lorsqu’il y a non conservation de l’énergie mécanique, il y a transfert partiel de l’énergie potentielle en énergie cinétique ou inversement.
-     Évolutions des énergies d’un pendule simple en l’absence de frottements :

 

-     L’énergie mécanique se conserve :
-     Au cours du mouvement, la variation de l’énergie mécanique : ΔEm = 0
-     ΔEC + ΔEP = 0    =>    ΔEC = – ΔEP
-     Lorsqu’il y a conservation de l’énergie mécanique, il y a transfert total de l’énergie potentielle en énergie cinétique.

-     Vitesse du mobile au temps t = 0,36 s :
-     À cette date : Epp = 0 et EC = Em = 30 m J
-      

 

-     Évolutions des énergies d’un pendule simple en présence de frottements :

-     Dans le cas présent, le travail de la force de frottement est résistant, l’énergie mécanique diminue au cours du mouvement du système.
-     Lorsqu’il y a non conservation de l’énergie mécanique, il y a transfert partiel de l’énergie potentielle en énergie cinétique ou inversement.
-     Sa variation est égale au travail des forces non conservatives.
-