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Energie de position et énergie cinétique

Conquête-Espace

Par Conquête-Espace
dans Science

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Bonjour, je suis en 3ème, et aujourd'hui nous avons abordé l'énergie de position et l'énergie cinétique ...

 

Ma question est simple, pourquoi un corps , lâcher à des hauteurs différentes , tombes t-il dans le bocal de sel ( c'était du sel pour voir l'impact ) avec une plus forte puissance d'impact quand il est lâché de plus haut par rapport au premier lâcher ...

 

J'avais déjà envoyé un post , on m'as dit que la vitesse n'augmente pas la masse, mais puisque ensuite nous avons lâcher des objets de masse differentes à la même hauteur, leurs impact était différent, donc c'est leur masse !

 

Donc, ce qui viendrait me dire que la masse augmente plus la hauteur est haute ? ....

 

Merci :)

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Lasilla

Lasilla

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Dans une vraie "chute libre", la masse n'intervient pas, et une bille de plomb tombe à la même vitesse qu'une plume. C'est une expérience reproduite dans un instrument appelé "tube de newton" qui est un tube où l'on peut faire le vide à l'intérieur et où on voit alors tomber tous les objets à la même vitesse.

Mais si on pressurise le tube, on se rends compte qu'on observe ce que tout le monde sait, à savoir que la bille touche le sol en 1er.

Ca ne vient donc pas de la gravitation, de la masse ou autre, mais bien de l'air. Des frottement qu'exerce l'air sur un corps, pour être exact.

 

La formule donnant la vitesse en l'absence de frottement est v=g.t où g=9,8N/kg et représente l'intensité du champ de pesanteur terrestre, et t le temps de chute.

 

Par contre, l'énergie dissipée lors de l'impact au sol est essentiellement de source cinétique, et la formule donnant l'énergie cinétique d'un corps fait intervenir sa vitesse, mais aussi sa masse: mimetex.cgi?E_{c}=\frac{1}{2}m.v^{2}

Il est donc normal que le cratère d'impact du corps le plus massif soit également le plus important pour une même hauteur de chute et donc une même vitesse (si on néglige les frottements)

 

Quand ton corps est lâché de plus haut, ce n'est pas sa masse qui augmente, mais sa vitesse qui est l'autre terme de l'énergie cinétique, donc la taille du cratère augmente aussi.

 

Capiche?

robton kob

robton kob

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il y a quelques petites choses que tu ne sais pas (encore)

 

l'énergie d'un corps en mouvement dépend de sa vitesse... et de sa masse!

 

en gros et pour être tout à fait exact E = 1/2m.v² ça c'est l'énergie cinétique, donc l'énergie acquise par le corps quand il impacte le sol (ou le sel)

 

Mais avant d'être lâché, ton mobile a une énergie potentielle... celle qui sera potentiellement la sienne si il impacte le sol, et elle dépend de la hauteur de l'objet...

 

E = m.g.h avec g la valeur de l’accélération de la pesanteur dans le champ d'expérience, m la masse, et h la hauteur de chute

 

donc, ça signifie que plus tu vas lâcher ton objet de haut, et plus il va prendre de vitesse, ça, ça ne dépend pas de sa masse (l'expérience menée par les astronautes de la Nasa, sur la lune, lâchant une plume et un marteau qui arrivent au même moment sur le sol), ET ça signifie AUSSI que plus ton objet a une masse importante et plus il va avoir d'énergie cinétique, donc de force d'impact...

 

 

maintenant je laisse la place aux puristes de la physique qui vont mettre des petites lettres supplémentaires et t'ennuyer un peu plus :be:

yaplusdenuit

yaplusdenuit

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Bonjour, tu ferais mieux de demander à ton prof..

 

Mais je t'explique: la puissance d'impact dont tu parles est plutot une énergie d'impact.

Il se trouve que cette énergie est le produit de la masse par la hauteur du laché.

Donc les 2 interviennent.

 

Exemple: si tu laches une masse M d'une hauteur H, l'énergie est proportionnelle à M x H (au coeff G prés qui est l'accélération de la pesanteur)

Tu auras la même énergie d'impact si tu laches une masse 2M d'une hauteur H/2 et encore la même si tu laches une masse 20M d'une hauteur H/20.

J'espére avoir répondu à ta question.

 

Mais avant tout tu devrais bien savoir ce que c'est que l'énergie, la force, la puissance, qui sont des notions qui n'ont ABSOLUMENT RIEN A VOIR, d'ailleurs ce ne sont pas les mémes unités pour tout dire.

iksarfighter

iksarfighter

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Ce qui fait la forte ou faible empreinte dans le sel c'est l'énergie cinétique de l'objet lors de l'impact.

Celle-ci se calcule par la formule E = 1/2 x M x V²(carré de la vitesse)

L'empreinte sera donc fonction à la fois de la vitesse et de la masse de l'objet.

Et plus on lâche l'objet de haut, plus il arrive dans le sel avec une vitesse plus grande, donc avec davantage d'énergie cinétique.

Et aussi avec d'autant plus d'énergie cinétique que sa masse est importante.

 

Remarque : De mon temps on appelait l'énergie de position l'énergie potentielle.

 

EDIT : Grilled 3 X !!!

Conquête-Espace

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Merci beaucoup à vous tous ;):rolleyes:

 

Bon je pose une dernière question, pourquoi un corp en chute libre augmente sa vitesse de 9.81 mètres par secondes ?

 

Corrigez moi ( si je me trompe, mais je pense que je vais me vautrer ^^ )

 

Donc ça rejoint l'énergie cinétique, on lâche le corps, le corps gagne de la vitesse grâce à son énergie cinétique , et ainsi de suite sa vitesse grandit, ça part d'une énergie qui ainsi de suite grandit avec le temps de la chute ?

Lasilla

Lasilla

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g=9,81N/m parce que ça provient des paramètres physiques de la Terre: sa masse et ron rayon (plus exactement la distance entre l'objet et le centre de la terre, si tu es au sommet de l'Evrets, c'est plutôt 9,79N/m).

 

Un corps en chute libre ne gagne pas de vitesse grace à son énergie cinétique, mais grâce au champ de pesanteur terrestre qui l'accélère en direction du centre de la terre.

robton kob

robton kob

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la pesanteur c'est une accélération constante qui vaut 9.81N/m ou 9.81m/s², au niveau de la mer

 

Ça veut dire que, chaque seconde, un corps en chute libre, de n'importe quelle masse, placée dans le champ de pesanteur terrestre, voit sa vitesse augmenter de 9.81m/s

 

Le corps gagne de la vitesse grâce à l'accélération de la pesanteur, ce qui augmente son énergie cinétique, ne confonds pas cause et effet...

robton kob

robton kob

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par ce qu'il est attiré par le champ de la pesanteur terrestre... c'est cette accélération qui nous colle au sol, c'est une accélération... et pi c'est tout

iksarfighter

iksarfighter

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Il accélère parce qu'il est soumis à une force constante, la force de gravitation.

 

Comme une fusée poussée par la force constante de ses réacteurs, se met à accélérer.

 

Ou bien tout simplement la voiture qui accélère quand on enfonce brusquement la pédale d'accélérateur et qu'on la maintient par exemple à mi-course.

Si il n'y avait pas la résistance de l'air et si il y avait une boîte de vitesse avec un nombre infini de rapports, la voiture accélèrerait indéfiniment.

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Excusez moi de toujours persister, mais dites moi si j'ai tort ou raison, mais est-ce que je peux imaginer ....

 

70839913131511.jpg

 

En précisant que ABC vaut par exemple 40 ( pas d'unités ) et donc AB et BC valent 20, pour vous dire qu'ils ont la même mesure

 

Je corrige encore, je veux dire dès que le corps arrive au point B il a une vitesse de 10km/h

iksarfighter

iksarfighter

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Tu pourrais, au moins dans ta citation corriger les fautes d'orthographe stp ?

 

"Il est absolument possible, qu'au-delà de ce que perçoivent nos sens, se cachent des mondes insoupçonnés. A.Einstein

 

Merci.

lecrouneur

lecrouneur

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Non, ce n'est pas vraiment ça.

Mais l'idée y est.

Voici ce qui se passe réellement.

L'énergie d'un corps est conservée.

Comme tu as monté ton objet à une hauteur A, il possède une énergie potentielle

E(A)=mgA.

Quand tu vas le lâcher sans vitesse initiale, celui-ci va tomber à cause de l'attraction terrestre. Son énergie potentielle va donc diminuer.

Au point B, son énergie potentielle ne vaudra plus que

E(B )=mgB.

Comme je te l'ai dit au début, l'énergie est conservée.

C'est à dire que

E(A)=E(B )+quelque chose.

Or ce quelque chose est l'énergie cinétique, due à la vitesse de ton objet.

souvent notée T, l'énergie cinétique à pour définition

T=mv²/2

Ici on a donc la relation

E(A)=E(B )+T

Donc tu peux connaître la vitesse de ton objet en B qui vaut

T=E(A)-E(B )=mg(A-B )

et par définition de T, on a

mv²/2=mg(A-B )

donc

v=racine carrée de 2g(A-B )

 

Tu peux donc connaître la vitesse de ton objet n'importe ou dans l'espace!!

C'est chouette hein!

Conquête-Espace

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  • Auteur
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Merci lecrouneur , mais je ne sais pas si c'est encore une excuse, mais j'ai 15 ans et c'est difficile de comprendre tes calculs ...

 

Mais mon dessin est faux , iksarfighter nous dit c'est comme une voiture , on la faire aller plus vite, si elle à une boîte de vitesse infini, sa vitesse sera infini ( bon 300.000km/s ^^ ) mais le système de boîte de vitesse est de lancer la voiture à une vitesse pour utiliser cette vitesse, et en rajouter à chaque fois pour augmenter sa vitesse ....

 

Si je te présente mon dessin sans calcul sans rien, il est vrai ou faux ?

iksarfighter

iksarfighter

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Écoute, on a du mal à comprendre tes trucs, il vaudrait mieux que tu demandes à tes profs, après tout c'est de leur faute si tu te poses des questions ;)

Poussin38

Poussin38

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Le forum est là pour ça, continues à poser tes questions, bien sur et dans ton topic il y a des profs qui t'ont répondu :)

 

Mais globalement ton idée d'évolution de la vitesse avec la distance ne va pas (cf calcul de lecrouneur)

lecrouneur

lecrouneur

Posté
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non non.

La vitesse n'est pas proportionnelle à l'inverse de la distance entre tes 2 objets.

Autrement dit, lorsque la distance entre 2 objets qui s'attirent diminue de moitié, la vitesse ne double pas.

Poussin38

Poussin38

Posté
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Pour répondre de manière constructive , seule l'énergie du système se conserve.

 

L'énergie d'une bille par exemple est la somme de son énergie cinétique (1/2*m*v²) et de son énergie potentielle de gravitation (m*g*(h1-h0) avec m masse de la bille, h hauteur de la bille et h0 une hauteur de référence quelconque).

 

au début la vitesse de la bille est nulle donc l'énergie de la bille se résume à son énergie potentielle de gravitation Ep = m.g.(h1-h0)

 

A l'arrivée (plus basse) elle a acquis de la vitesse sous l'action de la gravitation qui l'a accélérée. Elle percute donc le tas de sel avec une vitesse v, le tas de sel étant à une altitude h2, l'énergie de la bille est alors 1/2*m.Vf ² + m.g.(h2-h0)

 

L'énergie se conserve entre les 2 moments on a donc 1/2 * m.Vf² = m.g.(h1-h2)

 

EDIT : la constante de gravitation est la même quelle que soit la hauteur (par contre la force de gravitation elle varie en fonction de la hauteur, ne surtout pas confondre force et énergie !)

 

la vitesse de la bille est donc proportionnelle à la racine carrée de la hauteur (ou de la distance sur ton schéma).

Snark

Snark

Posté
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Ahhhhhh !!!!! Plus on se rapproche de la Terre plus la force d'attraction est forte, d'où l'accélération !!

 

Pour être précis disons plutôt "plus on se rapproche du centre de la terre"; ce n'est qu'un détail mais toujours bon à savoir.

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