Corrigé
QCM début du chapitre 23 page 299 « la conservation de l’énergie »
1. l’énergie est une grandeur caractéristique d’un système (c.).
2. On exprime l’énergie en joule (b.).
3. Le dispositif qui permet de convertir l’énergie mécanique en énergie électrique est l’alternateur (d.).
4. L’énergie peut se trouver sous forme cinétique ou mécanique (b. et c.).
Comment augmente l’énergie cinétique ? corrigé de la page 300
1. Suite à la lecture du texte de la situation déclenchante, les élèves auront à l’esprit que l’énergie cinéti- que dépend de la masse et de la vitesse du mobile. Il est donc envisageable qu’à ce stade, ils proposent une hypothèse sur la nature du lien existant entre elles, la situation évoquant une intuition. En effet, il est clair dans l’esprit des élèves qu’une masse plus grande ou une vitesse plus élevée impliquent des im- pacts plus destructeurs. Ainsi, les élèves formuleront certainement l’hypothèse de ce lien de croissance.
2. Le document 1 montre que l’énergie cinétique dépend de la masse du système qui est en mouvement et qui augmente avec elle.
Le document 3 montre, quant à lui, que l’énergie cinétique d’un système en mouvement dépend de sa vitesse et augmente avec elle.
3. Le graphique tracé à partir des valeurs du tableau est le suivant :
4. À partir des valeurs de vitesse du graphique, il est possible dans un premier temps de calculer le carré de la vitesse :
Ensuite, nous pouvons tracer le graphique de l’énergie cinétique en fonction de la vitesse au carré :
5. Les points obtenus sont alignés et la droite qui passe au plus près de chacun de ces points, passe aussi par l’origine du repère. Ainsi, nous pouvons déduire que l’énergie cinétique est proportionnelle au carré de la vitesse de l’objet, autrement dit Ec = k × v2.
6. L’hypothèse de la proportionnalité avec le carré de la vitesse étant très peu probable la réponse la plus fréquente pourrait être : « Non, l’hypothèse n’était pas correcte, car elle n’indiquait pas que l’éner- gie cinétique est proportionnelle au carré de la vitesse. »
7. Comme l’énergie cinétique est proportionnelle à la masse, nous pouvons écrire que si seule la masse m est variable : Ec = k × m.
L’énergie cinétique est aussi proportionnelle au carré de la vitesse donc nous pouvons écrire que si seu- le la vitesse v est variable : Ec = k’ × v2.
Il en découle que lorsque la vitesse v et la masse m sont toutes les deux variables, l’énergie cinétique a pour expression : Ec = k’’ × m × v2.
Corrigé de l’exercice page 294 n° 18 Le temps de faire chauffer l’eau.
■ COMPÉTENCES
Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral Présenter mon résultat avec l’unité adaptée 1. 158 kJ = 158 000 J.
2. Puisque E = P × t, alors t = E/P
avec E la valeur de l’énergie transférée, t la durée de transfert et P la puissance.
3. t = 158 000/1 100 = 144 s.
4. Une durée de 144 s correspond à 120 s + 24 s donc à 2 minutes et 24 secondes.
Corrigé de l’exercice page 294 n° 20 Chaîne énergétique.
■ COMPÉTENCE
Produire et transformer des tableaux ou des documents graphiques 1. Le réservoir d’énergie faisant fonctionner le radiateur est le réseau électrique.
2. Le radiateur reçoit de l’énergie électrique, qu’il transforme en énergie thermique.
3. L’énergie thermique est transférée à la pièce de la maison.
4. Chaîne énergétique :
Corrigé de l’exercice page 307 n° 9 En camion.
■ COMPÉTENCES
Interpréter des résultats
Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral
Produire et transformer des tableaux ou des documents graphiques
1. La chaîne énergétique des plaquettes de frein du camion est présentée ci-dessous :
2. L’énergie cinétique du camion est donnée par :
Le camion a initialement une énergie cinétique de 1 929 012 J.
Corrigé de l’exercice page 308 n° 13 Course dans la savane.
■ COMPÉTENCE
Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral 1.
2.
3. C’est le gnou qui doit convertir le plus d’énergie pour atteindre 80 km/h. En effet, sa masse étant su- périeure à celle de la lionne, se déplacer à 80 km/h correspond à davantage d’énergie cinétique.
Corrigé de l’exercice page 309 n° 16 (travail à rendre) Sur mon skate !
■ COMPÉTENCES
Présenter mon résultat avec l’unité adaptée Interpréter des résultats
Pratiquer le calcul numérique et le calcul littéral
Écrire des phrases claires, sans faute, en utilisant le vocabulaire adapté 1.
