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Conservation de l’énergie

Fait partie de la section Mécanique du Journey Physics de Coddy. Leçon 54 sur 97.

Lorsque seule la gravité effectue un travail, l’énergie mécanique, KE + PE, reste constante :

$\tfrac{1}{2} m v_0^2 + m g h_0 = \tfrac{1}{2} m v^2 + m g h$

Un parcours de montagnes russes : la voiturette démarre à l’arrêt en A, à 10 mètres de hauteur, descend jusqu’à B au niveau du sol, puis remonte jusqu’à C, à 7,5 mètres de hauteur

La voiturette démarre à l’arrêt en A ; le parcours est sans frottement.

En descendant, l’EP se transforme en EC ; en montant, l’EC redevient de l’EP. Le total est le même en tout point, et la masse s’annule.

Barres d’énergie pour une voiture de 100 kilogrammes : au point A, 9800 joules d’énergie potentielle, au point B, 9800 joules d’énergie cinétique, au point C, 7350 joules d’énergie potentielle et 2450 joules d’énergie cinétique

Barres d’énergie pour une voiture de $100\ \mathrm{kg}$ : le total est de $9800\ \mathrm{J}$ en tout point.

Défi

Une skateuse de $50\ \mathrm{kg}$ roule à $7\ \mathrm{m/s}$ en bas d’une rampe lisse de $30^\circ$ et continue à monter jusqu’à s’arrêter. L’image la montre deux fois : en bas et à l’endroit où elle s’arrête. Dessine les forces qui s’exercent sur elle à l’instant où elle s’arrête, puis calcule la hauteur $h$ qu’elle atteint.

Essayez vous-même

Physics diagram: ramp, ball, path; arrows v = 7 m/s

Isole $h$

Testez-vous

Cette leçon comprend un petit quiz. Commencez la leçon pour y répondre et suivre votre progression.

Toutes les leçons de Mécanique

1Introduction

Qu’est-ce que la physique ?Votre première équation Inverser une règle

4Plans inclinés

Forces sur un plan incliné Composantes de la gravité Plan incliné sans frottement Plan incliné avec frottement Va-t-il glisser ?Récapitulatif - Défi de la rampe

7Mouvement des projectiles

Axes indépendants Lancement horizontal Lancement sous un angle Portée et hauteur maximale Récapitulatif - Toucher la cible

10Travail et énergie

Travail Énergie cinétique Théorème de l’énergie cinétique Énergie potentielle gravitationnelleConservation de l’énergiePuissance Récapitulatif - Montagnes russes

13Impulsion et quantité de mouvement

Quantité de mouvement Impulsion Conservation de la quantité de mouvement Collisions élastiques Collisions inélastiques Récapitulatif - Rail à coussin d’air

16Mouvement harmonique simple

Qu’est-ce que le MHS ?Masse attachée à un ressort Le pendule Graphiques du MHS Énergie du MHS Récapitulatif - Oscillateur

2Vecteurs et lois de Newton

Triangles rectangles Qu’est-ce qu’un vecteur ?Addition des vecteurs Axes et directions Composantes d’un vecteur Les forces autour de nous Frottement et tension Première loi de Newton Deuxième loi de Newton Troisième loi de Newton Récapitulatif – Force nette

5Cinématique à une dimension

Position et déplacement Vitesse Accélération Graphiques du mouvement Équations du mouvement Récapitulatif - Voiture qui freine

8Cinématique et Newton

Des forces au mouvement Du mouvement aux forces Mouvement en deux étapes Récapitulatif - Ascenseur

11Ressorts

Loi de Hooke Ressorts en série Ressorts en parallèle Récapitulatif - Dynamomètre à ressort

14Quantité de mouvement en 2D

La quantité de mouvement comme vecteur Collisions en 2D Explosions Récapitulatif - Billard

17Gravitation

Loi de la gravitation Gravité et altitude Satellites Lois de Kepler Énergie gravitationnelle Vitesse de libération Énergie des satellites Récapitulatif – Mission en orbite