Secondaire 4 • 2a
Une question qui me cause problème…
Une bille de 250 g roule sur un plan horizontal (elle n’est tirée par aucune force) à la vitesse de 5 m/s. Un moment donné, elle monte un plan incliné de 20 degrés. Quel est son poids ? Quelle est son énergie cinétique sur le plan horizontal? Quelle est son énergie potentielle sur le plan horizontal? La bille monte le plan incliné et s’immobilise; quelle est alors son énergie cinétique? Trouver son énergie potentielle lorsqu’elle est immobile. À quelle hauteur s’est-elle arrêté? Quelle distance a-t-elle parcouru sur le plan incliné avant de s’immobiliser?
Explication d'Alloprof
Cette explication a été donnée par un membre de l'équipe d'Alloprof.
Salut PamplemousseTranquille5489,
Merci pour ta question!
Quel est son poids ?
Le poids d'un objet correspond à sa masse multipliée par l'accélération gravitationnelle, c'est-à-dire la gravité. La formule est la suivante:
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Dans cette formule, la variable g est égale à 9,81N/kg.
Quelle est son énergie cinétique sur le plan horizontal?
Pour trouver l'énergie cinétique d'un objet, il faut utiliser la formule suivante:
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Tu as toutes les valeurs dans l'énoncé de ton problème, tu n'as qu'à les rentrer dans la formule et faire le calcul.
Quelle est son énergie potentielle sur le plan horizontal?
Lorsqu'un objet est sur un plan horizontal à une hauteur de 0m, son énergie potentielle est nulle. En effet, il faut que l'objet soit à une certaine hauteur pour qu'il possède une énergie potentielle. Voici la formule pour l'énergie potentielle:
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Comme tu peux le voir sur l'image, si Δy est nulle, l'énergie est nulle.
La bille monte le plan incliné et s’immobilise; quelle est alors son énergie cinétique?
Tu peux trouver cette réponse en te fiant à la formule de l'énergie cinétique, la valeur de la vitesse est de 0 m/s.
Trouver son énergie potentielle lorsqu’elle est immobile.
L'énergie dans un objet n'est jamais perdue, elle est convertie en énergie potentielle ou cinétique tout dépendamment du mouvement. Dans ta situation, la bille perd de l'énergie cinétique et gagne en énergie potentielle (elle prend de la hauteur en montant dans le plan). Alors, l'énergie cinétique qu'elle avait au départ s'est transformée entièrement en énergie potentielle lorsqu'elle a monté dans le plan.
À quelle hauteur s’est-elle arrêtée?
En utilisant la valeur d'énergie potentielle que tu viens de trouver et la formule de l'énergie potentielle, tu peux trouver cette valeur. C'est la seule inconnue dans la formule!
Quelle distance a-t-elle parcourue sur le plan incliné avant de s’immobiliser?
À l'aide de la hauteur, de la valeur de l'angle du plan incliné et des rapports trigonométriques, tu es en mesure de trouver cette réponse. La distance parcourue dans cette situation est l'hypoténuse si tu considères le plan incliné comme un triangle rectangle.
Voici une fiche sur l'énergie cinétique et potentielle si tu veux en savoir davantage:
J'espère que ça t'aide et n'hésite pas à nous réécrire si tu as d'autres questions!
Anthony B.
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