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Exercices corrigés : Energies potentielle et mécanique

PVII : Energies potentielle et mécanique. On prendra g = 9,81 N·kg-1. Exercice 1. L'Everest et l'Annapurna culminent respectivement à 8848 m et 8091 m ...




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PVII : Energies potentielle et mécanique

On prendra g = 9,81 N·kg-1.

Exercice 1.
L’Everest et l’Annapurna culminent respectivement à 8848 m et 8091 m au-dessus du niveau de la mer.
Déterminer l’énergie potentielle de pesanteur d’un alpiniste de masse m, égale à 80,0 kg, lorsqu’il se trouve au sommet de l’Annapurna, en prenant comme origine des altitudes :
Le niveau de la mer ;
Le sommet de l’Everest.
Le même alpiniste gravit ensuite l’Everest.
Calculer la variation de son énergie potentielle de pesanteur au passage du premier sommet au second.
Quelles remarques peut-on faire ?

Exercice 2.
On étudie la chute libre (on néglige les forces de frottements et la poussée d’Archimède) d’un parachutiste (m = 80,0 kg). Celui-ci saute d’une montgolfière possédant une vitesse nulle, d’une altitude de 1,00 km. Il ouvre son parachute a une altitude de 700 m.
a. Calculer l’énergie potentielle du parachutiste lorsqu’il saute de la montgolfière. Préciser l’origine des altitudes.
Calculer l’énergie mécanique du parachutiste à ce moment.
Faire le bilan des forces pour le parachutiste. Que peut-on déduire pour l’énergie mécanique ?
Calculer la vitesse du parachutiste au moment de l’ouverture du parachute.

Exercice 3.
La piste de descente olympique La Face de Bellevarde, à Val d’Isère, est longue de 3000 m et présente un dénivelé de 900 m.
Un skieur de masse m = 75 kg descend la piste.
En prenant pour origine de l’énergie potentielle la position du skieur à l’arrivée, calculer l’énergie potentielle du skieur au sommet de la piste.
Quelle est la valeur de l’énergie mécanique du skieur au départ ?
En supposant les frottements négligeables, quelle serait la vitesse du skieur en bas de la piste ?
En réalité, la vitesse maximale enregistrée à l’arrivée est de 140 km.h-1.
Calculer :
l’énergie cinétique du skieur à l’arrivée ;
la variation de l’énergie cinétique du skieur entre le départ et l’arrivée ;
le travail des forces de frottements.

PVII : Energies potentielle et mécanique

On prendra g = 9,81 N·kg-1.

Exercice 1.
L’Everest et l’Annapurna culminent respectivement à 8848 m et 8091 m au-dessus du niveau de la mer.
Déterminer l’énergie potentielle de pesanteur d’un alpiniste de masse m, égale à 80,0 kg, lorsqu’il se trouve au sommet de l’Annapurna, en prenant comme origine des altitudes :
Le niveau de la mer ;
Le sommet de l’Everest.
Le même alpiniste gravit ensuite l’Everest.
Calculer la variation de son énergie potentielle de pesanteur au passage du premier sommet au second.
Quelles remarques peut-on faire ?

Exercice 2.
On étudie la chute libre (on néglige les forces de frottements et la poussée d’Archimède) d’un parachutiste (m = 80,0 kg). Celui-ci saute d’une montgolfière possédant une vitesse nulle, d’une altitude de 1,00 km. Il ouvre son parachute a une altitude de 700 m.
a. Calculer l’énergie potentielle du parachutiste lorsqu’il saute de la montgolfière. Préciser l’origine des altitudes.
Calculer l’énergie mécanique du parachutiste à ce moment.
Faire le bilan des forces pour le parachutiste. Que peut-on déduire pour l’énergie mécanique ?
Calculer la vitesse du parachutiste au moment de l’ouverture du parachute.

Exercice 3.
La piste de descente olympique La Face de Bellevarde, à Val d’Isère, est longue de 3000 m et présente un dénivelé de 900 m.
Un skieur de masse m = 75 kg descend la piste.
En prenant pour origine de l’énergie potentielle la position du skieur à l’arrivée, calculer l’énergie potentielle du skieur au sommet de la piste.
Quelle est la valeur de l’énergie mécanique du skieur au départ ?
En supposant les frottements négligeables, quelle serait la vitesse du skieur en bas de la piste ?
En réalité, la vitesse maximale enregistrée à l’arrivée est de 140 km.h-1.
Calculer :
l’énergie cinétique du skieur à l’arrivée ;
la variation de l’énergie cinétique du skieur entre le départ et l’arrivée ;
le travail des forces de frottements.