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Pour améliorer son coup droit, Norah utilise un lance-balles qui lui envoie des balles de tennis à une vitesse de 5 m/s. Chaque balle pèse 58,5 g. Pour tester l’appareil, Norah tire les balles verticalement. Elle observe également que la vitesse des balles diminue lorsqu’elles gagnent de l’altitude. On considère que l’énergie de position de la balle est nulle au moment où la balle sort du lance-balles.
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1. Calculer l’énergie cinétique de la balle de tennis lorsqu’elle sort du lanceur.
2. Décrire l’évolution de l’énergie cinétique de la balle lors de sa montée. Que devient cette énergie ?
3. Calculer, en détaillant ton raisonnement, la valeur de l’énergie de position de la balle lorsqu’elle atteint son altitude maximale.

Sagot :

scoladan

Bonjour,

1) m = 58,5 g = 58,5.10⁻³ kg et v = 5 m.s⁻¹

Ec(initiale) = 1/2 x m x v² = 1/2 x 58,5.10⁻³ x 5² = 0,73125 J

2) Au cours de la montée de la balle, sa vitesse diminue, donc son énergie cinétique diminue.

L'énergie cinétique est convertie en énergie de position.

3) A l'altitude maximale, la vitesse est nulle, et donc l'énergie cinétique également : Elle a été entièrement convertie en énergie de position (si on suppose que les frottements sont négligeables et qu'ainsi l'énergie mécanique se conserve).

Donc l'énergie de position de la balle au sommet de la trajectoire est de :

Ep = Ec(initiale) = 0,73125 J

Altitude maximale atteinte :

Ep = mgh donc h = Ep/(m x g) ≈ 0,73125/(56,5.10⁻³ x 10) ≈ 1,30 m

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