Conservation de l'énergie mécanique

Aspects énergétiques des phénomènes mécaniques - Physique-Chimie Spécialité

Exemple d'exercice parmi les 25 exercices du chapitre

Dans tout l'exercice, les mouvements sont étudiés dans le référentiel terrestre.

Une skieuse, de masse \( m = 51 kg \) avec son équipement, s'élance depuis le haut d'une piste avec une vitesse initiale \( v_{0} = 4,4 m\mathord{\cdot}s^{-1} \). Le dénivelé total de la piste est de \( 120 m \).
On considère que l'intensité de pesanteur est la même du haut au bas de la piste, et vaut \( g = 9,8 m\mathord{\cdot}s^{-2} \).

Déterminer l'énergie cinétique initiale \( E_{c0} \) de la skieuse.
On donnera la réponse avec 2 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
En prenant le bas de la piste comme origine des potentiels, déterminer l'énergie potentielle de pesanteur \( E_{pp0} \) de la skieuse.
On donnera la réponse avec 2 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.

En bas de la piste, la skieuse possède une vitesse \( v_{1} = 57 km\mathord{\cdot}h^{-1} \).

Calculer l'énergie cinétique \( E_{c1} \) de la skieuse en bas de la piste.
On donnera la réponse avec 2 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
En conservant le bas de la piste comme origine des potentiels, que vaut désormais son énergie potentielle de pesanteur \( E_{pp1} \) ?
On donnera la réponse avec 2 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
Déterminer la variation de l'énergie mécanique \( \Delta E_{m} \) de la skieuse entre le haut et le bas de la piste.
On donnera la réponse avec 2 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
Quel facteur explique cette variation ?
Si l'énergie mécanique était restée constante, quelle aurait été la vitesse \( v_{2} \) de la skieuse à son arrivée en bas de la piste ?
On donnera la réponse en \(km.h^{-1}\), avec 2 chiffres significatifs.
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