bonjour à Tous ! je suis en seconde et j' ai un exercice sur l' Energie et la vitesse . Mike dispose d' un seau de 10 Litres de masse 510 grammes, il peut cherc
Question
Mike dispose d' un seau de 10 Litres de masse 510 grammes,
il peut chercher de l' eau au puits de 15 mètres de profondeur .
Il se pose la question de connaître la vitesse d' arrivée au fond du puits
s' il échappe le seau … vide ou plein !
On négligera la Résistance de l' air, on prendra g = 9,8 N/kg .
1°) calculer le Poids Pv du seau vide, et Pp du seau rempli avec 9,7 Litres d' eau .
2°) calculer l' Energie de position Ev du seau vide,
et Ep du seau plein ( pour hauteur = 15 mètres )
3°) en déduire l' Energie cinétique Ev ' du seau vide,
et Ep ' du seau plein ( au fond du puits,
donc après la chute de 15 mètres )
4°) calculer la vitesse du seau échappé à son arrivée
au fond du puits ( en m/s ; puis en km/h ) .
5°) conclure !
6°) la Sécurité Routière dit qu' un accident à 60 km/h
équivaut à une chute du 5ème étage . Commenter .
MERCI à celui qui répondra !
1 Réponse
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1. Réponse kei2005
Réponse :
QUESTION 1°)
Poids du seau vide:
g = 9,8 N/kg
- p = m x g
- p = 0,510 x 9,8
- P = 4,998 N
Poids du seau avec un volume de 9,7 L:
La masse volumique de l’eau équivaut à 1 donc pour 1 L d’eau il y a une masse m1 de 1 kg. Ici donc 9,7 L = 9,7 kg
- P = (m + m1) x 9,8
- P = (0,510 + 9,7) x 9,8
- P = (10,21) x 9,8
- P = 100,058 N
QUESTION 2°)
Ep = m x g x h
Seau vide :
- Ev = m x g x h
- Ev = 0,510 x 9,8 x 15
- Ev = 74, 97 J
Seau plein :
- Ep = m x g x h
- Ep = 10,21 x 9,8 x 15
- Ep = 1500,87 J
QUESTION 3°)
On néglige, ici, la force de frottement
C’est-à-dire que Ec + Ep = Em, h
ors, Ep max = Ec max
(En chute libre: l’énergie potentielle maximum est atteinte à l’altitude maximum et l'énergie cinétique max à l'altitude la plus basse)
Soit seau vide :
- Ev = Ev’= 74, 97 J
Soit seau plein :
- Ep = Ep’ = 1500,87 J
QUESTION 4°).
Ec = ½ m x v²
Soit seau vide :
- 74, 97 = ½ 0,510 x v²
- V² = 74,97/0,5 x 0,510
- V² = 294
- V = 17,14 m/s
- V = 62 km/h
Soit seau plein:
- 1500,87 = ½ 10,21 x v²
- V² = 1500,87/0,5 x 10.21
- V² = 294
- V = 17,14 m/s
- V = 62 km/h
QUESTION 5°)
La vitesse de chute ne dépend pas de la masse. Cependant plus la masse est importante plus le choc sera énergétique (violent).
QUESTION 6°)
un étage fait environ 3 m, soit 3 x 5 =15 m
Lorsque l’on chute de 15 m on atteint une vitesse de 60 km/h. L’énergie cinétique lors d’un accident à 60 km/h équivaut donc à sa propre chute de 15 m .