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Énergie et ressorts

Fait partie de la section Mécanique du Journey Physics de Coddy. Leçon 63 sur 97.

Sans frottement, l’énergie cinétique, l’énergie potentielle gravitationnelle et l’énergie potentielle élastique s’additionnent pour donner la même énergie totale :

12mv2+mgh+12kx2=constant\tfrac{1}{2} m v^2 + m g h + \tfrac{1}{2} k x^2 = \text{constant}

Un bloc part du repos en haut d’un plan incliné lisse à la hauteur h, glisse vers le bas sur un sol horizontal et heurte un ressort de constante k fixé à un mur

Un plan incliné lisse, un sol horizontal et un ressort fixé au mur.

Écris l’énergie totale à deux moments et égalise-les. Lorsque l’objet s’arrête un instant, son énergie cinétique est de 0.

Barres d’énergie pour le bloc de 2 kilogrammes : 9,8 joules d’énergie potentielle au départ, 9,8 joules d’énergie cinétique en bas, 9,8 joules d’énergie élastique dans le ressort lorsqu’il a arrêté le bloc

Barres d’énergie pour le bloc de 2 kg2\ \mathrm{kg} : l’énergie potentielle devient énergie cinétique, puis énergie du ressort.

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Défi

Un lanceur-jouet pointe tout droit vers le haut. Son ressort, de k=490 N/mk = 490\ \mathrm{N/m}, est comprimé de 0.2 m0.2\ \mathrm{m} sous une bille de 0.5 kg0.5\ \mathrm{kg}, et la résistance de l’air est trop faible pour être prise en compte. L’illustration montre la bille à deux endroits : sur le ressort et à son point le plus haut. Dessine les forces qui s’exercent sur elle à son point le plus haut, puis trouve la hauteur hh qu’elle atteint au-dessus de son point de départ.

Essayez vous-même

Physics diagram: spring, ball, path

Isole hh

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

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