1)a) On rappel que l’énergie cinétique s’exprime de la façon suivante :
Ec = 1/2 m×v²
Or lorsque le champion de vélo s’élance sur le tramplin, sa vitesse est quasiment nul (doc 1)
Soit v= 0
Donc :
Ec= 1/2 m × 0²
Ec= 0
1)b) l’énergie mécanique a pour expression :
Em = Ec + Epp
Quand le système atteint son altitude maximale son énergie mécanique est égale à :
Em = 0 + Epp ; (on a vu dans la question 1 que Ec = 0)
Donc
Em = Epp
Em = 5600 J
On déduit que l’énergie mécanique dépend de l’énergie cinétique, l’énergie mécanique varie selon l’énergie de potentiel et, ou de l’énergie cinétique.
3)
Epp = mgh
Sauf que comme le champion de vélo est au sol l’altitude h = 0 donc
Epp = 0
On a donc :
Em = Ec + Epp
Em = Ec + 0
Em = 1/2 mv²
Em = 1/2 × 95 × v²
Em = 95/2 × v²
3) Ec = 1/2 m v²
Ec = 1/2 × 95 × v²
Ec = 95/2 × v²
4) Vérifions que le champion ait raison :
Ec = 95/2 × (10,86)²
Ec = 5602 J
On remarque que Ec ≈ Epp
Or on sait que : lorsqu'un objet se met en mouvement, il transfère ou transforme son énergie. Il peut, par exemple, convertir son énergie potentielle en énergie cinétique ou vice versa.
Donc le champion a raison.
5) Au sommet de la trajectoire :
h > 0, et v = 0
Donc l’énergie cinétique est convertit en énergie de potentiel.
A la phase descendante :
h -> 0 donc Epp -> 0 et v > 0 donc
L’énergie potentiel est convertit en énergie cinétique.
D’après l’expression de Ec et Epp :
Ec = 1/2 m×v² on peut dire que lorsque le système a une vitesse assez grande, l’énergie cinétique est forte, si le système a une vitesse assez faible ou même égale a 0, l’énergie cinétique est faible voir nul.
Epp = mgh
On peut voir que si h tend vers 0 l’énergie de potentiel est faible voir nul.
Si h tend vers +l’infini, l’énergie de potentiel est forte.
