On considère un système de masse m égale à 85 kg, situé initialement à altitude h_1 de 1,05 m qui est soulevé (sous l'effet d'une force opposée à son poids \overrightarrow{P} uniquement) jusqu'à atteindre une altitude h_2 de 25 m.
Quelle est la valeur de la variation de l'énergie potentielle de pesanteur \Delta E_{p_p} lors du mouvement de ce système ?
Donnée : L'accélération de la pesanteur a une valeur de 9,81 N.kg-1.
Le poids est la force qui s'applique à tout système possédant une masse m proche de la surface de la Terre. Il est défini par le vecteur accélération de la pesanteur \overrightarrow{g} à partir de la relation suivante :
\overrightarrow{P} = m \times \overrightarrow{g}
Le poids étant une force conservative, on peut définir une énergie potentielle liée à cette force, appelée énergie potentielle de pesanteur, à partir du travail du poids :
\Delta E_{p_p} = - W\left(\overrightarrow{P}\right)
Ce travail dépend de la masse du système, de la norme du vecteur accélération de la pesanteur \overrightarrow{g} et de la différence d'altitude entre l'état initial (correspondant à l'altitude z_A ) et l'état final (correspondant à l'altitude z_B ) du système d'après la formule suivante :
W\left(\overrightarrow{P}\right) = m \times \left\| \overrightarrow{g} \right\| \times \left(z_A - z_B \right)
On peut donc calculer la valeur de la variation de l'énergie potentielle de pesanteur pour le système entre l'altitude h_1 et l'altitude h_2 :
\Delta E_{p_p} = -W\left(\overrightarrow{P}\right) = - m \times g \times \left(h_1 - h_2 \right)
On effectue l'application numérique :
\Delta E_{p_p} = - 85 \times 9{,}81 \times \left( 1{,}05 - 25 \right)
Donc :
La variation d'énergie potentielle de pesanteur vaut 2{,}0.10^{4} J.
On considère un système de masse m égale à 0,350 kg, situé initialement à altitude h_1 de 5,55 mètres qui chute (sous l'effet de son poids \overrightarrow{P} uniquement) jusqu'à atteindre une altitude h_2 de 1,35 mètres.
Quelle est la valeur de la variation de l'énergie potentielle de pesanteur \Delta E_{p_p} lors du mouvement de ce système ?
Donnée : L'accélération de la pesanteur a une valeur de 9,81 N.kg-1.
On considère un système de masse m égale à 0,564 kg, situé initialement à altitude h_1 de 0,0 m qui chute (sous l'effet de son poids \overrightarrow{P} uniquement) jusqu'à atteindre une altitude h_2 de -25 m.
Quelle est la valeur de la variation de l'énergie potentielle de pesanteur \Delta E_{p_p} lors du mouvement de ce système ?
Donnée : L'accélération de la pesanteur a une valeur de 9,81 N.kg-1.
On considère un système de masse m égale à 35,8 kg, situé initialement à altitude h_1 de 56,3 m qui est soulevé (sous l'effet d'une force opposée à son poids \overrightarrow{P} uniquement) jusqu'à atteindre une altitude h_2 de 69,7 m.
Quelle est la valeur de la variation de l'énergie potentielle de pesanteur \Delta E_{p_p} lors du mouvement de ce système ?
Donnée : L'accélération de la pesanteur a une valeur de 9,81 N.kg-1.
On considère un système de masse m égale à 450 kg, situé initialement à altitude h_1 de -126 m qui est soulevé (sous l'effet d'une force opposée à son poids \overrightarrow{P} uniquement) jusqu'à atteindre une altitude h_2 de 12 m.
Quelle est la valeur de la variation de l'énergie potentielle de pesanteur \Delta E_{p_p} lors du mouvement de ce système ?
Donnée : L'accélération de la pesanteur a une valeur de 9,81 N.kg-1.
On considère un système de masse m égale à 450 kg, situé initialement à altitude h_1 de -125 m qui est soulevé (sous l'effet d'une force opposée à son poids \overrightarrow{P} uniquement) jusqu'à atteindre une altitude h_2 de -56,7 m.
Quelle est la valeur de la variation de l'énergie potentielle de pesanteur \Delta E_{p_p} lors du mouvement de ce système ?
Donnée : L'accélération de la pesanteur a une valeur de 9,81 N.kg-1.