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Activité sur l'énergie cinétique
I) L'unité d'énergie L'unité internationale pour exprimer une énergie est le joule (J)
1 joule est environ l'énergie nécessaire sur Terre pour soulever un objet d'une masse de 100g à une
hauteur de 1 m. Une ancienne unité est encore utilisée dans le secteur alimentaire : la calorie.
II) Quelle est l'expression de l'énergie cinétique ? Activité « Orgue de Casadei >>>
Un objet en mouvement possède de l'énergie cinétique c'est à dire liée à sa vitesse.
Etude de l'influence de la masse de l'objet sur l'énergie cinétique :
Casadei, ingénieur chez Renault, a eu l'idée suivante : on
envoie le projectile à étudier sur une barre en fer qui se
replie plus ou moins selon l'énergie cinétique du projectile.
Sur la figure ci-contre, on a placé côte à côte les tubes
obtenus en fonction de la masse du projectile pour une
même vitesse initiale. On obtient «>
déformation (cm)
1) Trace la courbe représentant la déformation en fonction
de la masse.
Prenons en abscisse 2 cm pour 10 kg et en ordonnée 2cm
pour 1 cm de déformation.
2) Quelle est la nature de la courbe obtenue?
3) Que peut-on en conclure?
50 kg 40 kg 30 kg 20 kg 10 kg
Etude de l'influence de la vitesse de l'objet sur l'énergie cinétique :
90 80 70 60 50 40 30 20 100
Vitesses en Km/h
On projette sur une barre en métal un chariot dont
la masse est fixée. Plus le chariot va vite et plus il
déforme la barre lors du choc. Si l'on réalise
plusieurs essais à des vitesses différentes, on
obtient un << orgue de Casadei ».
1) Trace la courbe représentant la déformation en
fonction de la vitesse. Prenons en abscisse 1 cm
pour 10 km/h et en ordonnée 1 cm pour 1 cm de
déformation.
2) La courbe obtenue est-elle une droite ?
3) Il n'y a donc pas proportionnalité, mais
comparons la déformation à 40km/h et à 80km/h ?
Est-elle deux fois plus grande ou plus et combien?
Comparons la déformation entre 30 km/h et
90km/h ? Est-elle trois fois plus grande ou plus et
combien? Conclusion.