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  4. Méthode : Identifier une forme d'énergie sur un graphique

Identifier une forme d'énergie sur un graphique Méthode

Sommaire

1Identifier la courbe représentant l'énergie mécanique du système 2Identifier la courbe représentant l'énergie potentielle de pesanteur du système 3Identifier la courbe représentant l'énergie cinétique du système 4Conclure

Le graphique représentant l'évolution des énergies cinétique, potentielle de pesanteur et mécanique d'un système permet de déterminer si celui-ci est soumis à des frottements ou à une force qui lui transmet de l'énergie.

Le graphique ci-dessous représente les énergies cinétique, potentielle de pesanteur et mécanique d'un skieur descendant une pente en fonction du temps.

-

Identifier les différentes courbes et en déduire si le skieur est soumis à des frottements.

Etape 1

Identifier la courbe représentant l'énergie mécanique du système

On identifie la courbe représentant l'énergie mécanique du système, sachant qu'elle est la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle de pesanteur et qu'elle leur est donc supérieure.

L'énergie mécanique du skieur est supérieure à son énergie cinétique et son énergie potentielle de pesanteur : il s'agit donc de la courbe orange du graphique.

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Etape 2

Identifier la courbe représentant l'énergie potentielle de pesanteur du système

On identifie la courbe représentant l'énergie potentielle de pesanteur du système, sachant qu'elle varie de la même façon que l'altitude du système.

Lorsque le skieur descend une piste, son altitude et donc son énergie potentielle de pesanteur diminuent : il s'agit donc de la courbe verte du graphique.

-
Etape 3

Identifier la courbe représentant l'énergie cinétique du système

On identifie la courbe représentant l'énergie cinétique du système, sachant qu'elle varie en sens contraire à l'énergie potentielle de pesanteur.

Puisque l'énergie potentielle de pesanteur du skieur diminue, son énergie cinétique augmente : il s'agit donc de la courbe bleue du graphique.

-
Etape 4

Conclure

On conclut :

  • Si l'énergie mécanique du système ne varie pas dans le temps, le système ne subit pas de frottements (ou ils sont compensés par une autre force).
  • Si l'énergie mécanique du système diminue dans le temps, le système est soumis à des frottements.
  • Si l'énergie mécanique du système augmente dans le temps, le système est soumis à une force qui augmente son énergie (force motrice d'un moteur, force de poussée, etc.).

L'énergie mécanique du skieur diminue dans le temps, on en déduit qu'il est soumis à des frottements.

Voir aussi
  • Cours : Les mouvements dans un champ uniforme
  • Méthode : Représenter le vecteur champ électrique régnant dans un condensateur plan
  • Méthode : Représenter la force électrique subie par une particule placée dans un champ électrique uniforme
  • Méthode : Déterminer les composantes du vecteur champ de pesanteur dans un repère
  • Méthode : Déterminer les composantes du vecteurs champ électrique dans un repère
  • Méthode : Utiliser la deuxième loi de Newton pour déterminer les composantes du vecteur accélération d'un système
  • Méthode : Déterminer les composantes du vecteur vitesse d'un système par intégration
  • Méthode : Déterminer les composantes du vecteur position d'un système par intégration
  • Méthode : Déterminer l'équation de la trajectoire d'un système à partir des composantes de son vecteur position
  • Méthode : Utiliser les équations du mouvement d'un système pour déterminer une caractéristique
  • Méthode : Utiliser le théorème de l'énergie cinétique pour déterminer une caractéristique d'un système en mouvement
  • Méthode : Utiliser le théorème de l'énergie mécanique pour déterminer une caractéristique d'un système en mouvement
  • Exercice : Déterminer les coordonnées du vecteur accélération d'un mouvement dans un champ uniforme
  • Exercice : Déterminer l'équation de la vitesse d'un mouvement dans un champ uniforme sans vitesse initiale
  • Exercice : Établir les équations horaires d'un mouvement dans un champ uniforme sans vitesse initiale
  • Exercice : Déterminer les coordonnées d'un vecteur vitesse initiale dans un repère cartésien
  • Exercice : Déterminer l'équation de la vitesse d'un mouvement dans un champ uniforme avec vitesse initiale
  • Exercice : Établir les équations horaires d'un mouvement dans un champ uniforme avec vitesse initiale
  • Problème : Montrer que le mouvement dans un champ uniforme est plan
  • Exercice : Exploiter les équations horaires du mouvement pour déterminer une vitesse
  • Exercice : Exploiter les équations horaires du mouvement pour déterminer une position
  • Exercice : Établir l’équation de la trajectoire d'un mouvement dans un champ uniforme
  • Exercice : Déterminer la durée de mouvement d'un mouvement dans un champ uniforme
  • Exercice : Déterminer la flèche d'un mouvement dans un champ uniforme
  • Exercice : Calculer la norme du champ électrique dans un condensateur plan
  • Exercice : Tracer le champ électrique créé dans un condensateur plan
  • Exercice : Calculer la norme de la force subie par une particule chargée dans un champ électrique
  • Exercice : Tracer la force subie par une particule chargée dans un champ électrique
  • Exercice : Établir les équations horaires de la trajectoire d'une particule chargée dans un condensateur plan
  • Exercice : Établir l’équation de la trajectoire de la trajectoire d'une particule chargée dans un condensateur plan
  • Exercice : Déterminer la déviation d'une particule chargée dans un condensateur plan
  • Problème : Etudier un accélérateur linéaire de particules chargées
  • Exercice : Calculer le travail du poids
  • Exercice : Calculer la variation d'altitude d'un corps
  • Exercice : Calculer la masse d'un corps à partir du travail du poids
  • Exercice : Calculer le travail de la force électrique sur un système de charge électrique
  • Exercice : Calculer une charge à l'aide du travail de la force électrique sur cette charge
  • Exercice : Calculer la longueur entre les armatures d'un condensateur plan à l'aide du travail de la force électrique sur une charge
  • Exercice : Connaître les caractéristiques du travail moteur et du travail résistant
  • Exercice : Déterminer l'effet du travail d'une force sur le mouvement
  • Exercice : Déterminer si le poids est moteur ou résistant à l'aide de l'altitude de deux points
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  • Exercice : Connaître le théorème de l'énergie cinétique
  • Exercice : Calculer le travail d'une force à l'aide du théorème de l'énergie cinétique
  • Exercice : Calculer une variation d'énergie cinétique à l'aide du théorème de l'énergie cinétique
  • Exercice : Calculer une vitesse à un instant donné à l'aide du théorème de l'énergie cinétique
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  • Exercice : Connaître le théorème de l'énergie mécanique
  • Exercice : Calculer la variation de l'énergie mécanique à l'aide du théorème de l'énergie mécanique
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  • Problème : Exploiter la conservation de l'énergie mécanique dans le cas de la chute libre sans frottement
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