Conservation ou non de l’énergie mécanique

On a filmé le mouvement d’un ballon de basket des mains du basketteur jusqu’au panier de basket.

La question est de savoir comment évoluent les différentes énergies que possède la balle et si les frottements de l’air ont une influence sur le mouvement de celle-ci.

Le ballon de basket de notre étude a une masse m égale à 600 g.

Informations.

- L’énergie cinétique que possède un objet de masse m se déplaçant à une vitesse v se note E

et a pour expression :

E

s’exprime en Joules (J) si m est en kg et v en m.s

.

- L’énergie potentielle de pesanteur que possède un objet de masse m placé à l’altitude y se note E

et a pour expression

E

en J ; m en kg et y en m (g = 9,81 N.kg

).

- L’énergie mécanique que possède un objet est égale à la somme des énergies cinétiques et potentielles de pesanteur

Les trois énergies sont exprimées en joule (J).

Questions préliminaires :

1. Quel système est étudié ? Quel référentiel choisit-on pour cette étude ? 2. Quelles sont les actions mécaniques (forces) que subit le système ?

3. Quel nom peut-on donner à la trajectoire du ballon ? Comment évolue la vitesse ? 4. Hypothèses sur l’évolution de l’énergie de la balle :

a. Comment varient, selon vous, les énergies cinétique et potentielle de pesanteur de la balle au cours de son mouvement ? Justifier votre réponse à l’aide des formules ci-dessus.

b. Comment, à votre avis, va évoluer l’énergie mécanique de la balle ? Lorsque l'on trace les courbes de ces 3 énergies, on obtient les graphes suivants :

Questions :

5. Vos réponses à la question 4) sont-elles vérifiées ?

6. Peut-on dire qu’il y a conservation de l’énergie mécanique au cours du mouvement ? Justifier.

7. En déduire si les frottements de l’air sont négligeables ou pas.

Aspects énergétiques des phénomènes mécaniques

Tp 24 Conservation ou non de l’énergie mécanique Mouvement et

interaction Séquence 11

Em

EC

EP

E

=

𝟐

. 𝐦 . 𝐯

E

= m.g.y

E

= E

+ E