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QCM N° 07 |
Travail et énergie |
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Travail et énergie
On prendra
g = 10 m
. s–2
Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s)
réponse(s). |
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Énoncé |
A |
B |
C |
R |
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1 |
Le travail
force constante
le point d’application se déplace de A à B est
donné par la relation : |
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C |
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2 |
Une force est dite
conservative, si : |
Son travail
est nul. |
Son travail est indépendant du
chemin suivi. |
Son travail
est
moteur. |
B |
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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 |
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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 |
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5 |
Le travail
électrostatique
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 : |
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AC |
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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 |
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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
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Epp
en
rouge
EC
en
bleu
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Em
en
rouge
Epp
en
vert
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A |
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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. |
AC |
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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 × 10–2
m . s–1. |
A |
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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 |
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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 |
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12 |
Un pendule peut servir à construire une horloge si l’amplitude de ses
oscillations : |
Diminue au cours
du
temps. |
Augmente au
cours du
temps. |
Reste constante au cours
du temps. |
C |
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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 |
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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 |
d’une 
-
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.
-
|
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