Exercice 1 sur 8
CalculQuelle est l’énergie cinétique (en J) d’une voiture de 1 000 kg roulant à 72 km·h−1 ?
Aide d’ULU pour cet exercicePhysique-chimie · Première
Exercices : énergie cinétique, travail d’une force et énergie mécanique
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ULUMINE · Physique-chimie · Première
Énergie cinétique, travail d’une force et énergie mécanique — S’entraîner
Feuille d’exercices
Prénom : ……………………………Date : ……………………Score : ……… / 8
Exercice 1
Quelle est l’énergie cinétique (en J) d’une voiture de 1 000 kg roulant à 72 km·h−1 ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… J
Exercice 2
Une force constante de 50 N tire un traîneau sur 10 m. Elle fait un angle de 60° avec le déplacement. Quel est son travail, en J ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… J
Exercice 3
Un sac de 2,0 kg tombe d’une hauteur de 3,0 m (g = 9,81 N·kg−1). Quel est le travail de son poids, en J (arrondi à l’unité) ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… J
Exercice 4
Une bille est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 5,0 m. En négligeant les frottements, quelle est sa vitesse en arrivant au sol, en m·s−1 (g = 9,81 N·kg−1) ?
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… m·s⁻¹
Exercice 5 — Coche « Vrai » ou « Faux ».
Le travail du poids est nul lors d’un déplacement horizontal.
VraiFaux
Exercice 6 — Coche la bonne réponse.
Laquelle de ces forces n’est pas conservative ?
- Le poids
- La force électrostatique
- La force de frottement
- La force gravitationnelle
Exercice 7
Un enfant de 30 kg part sans vitesse du haut d’un toboggan de 3,0 m de hauteur et arrive en bas à 6,0 m·s−1. Quelle énergie (en J) a été dissipée par les frottements (g = 9,81 N·kg−1) ? Donne la valeur positive, arrondie à l’unité.
Écris tes calculs :
Réponse : ……………… J
Exercice 8
Un skieur descend une piste. Décris les conversions d’énergie, d’abord sans frottements, puis en tenant compte des frottements.
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ULUMINE · Physique-chimie · Première
Énergie cinétique, travail d’une force et énergie mécanique — S’entraîner
Corrigé détaillé — pour les parents et les enseignants
Exercice 1
Réponse : 200 000 J
On convertit la vitesse en m·s−1 avant d’appliquer Ec = mv2.
- v = = 20 m·s−1
- Ec = 0,5 × 1 000 × 202 = 2,0 × 105 J
Exercice 2
Réponse : 250 J
W = F × AB × cos α.
- W = 50 × 10 × cos 60°
- W = 500 × 0,5 = 250 J (travail moteur)
Exercice 3
Réponse : 59 J
W(P⃗) = mg(zA − zB) ; le sac descend, le travail est moteur.
- zA − zB = 3,0 m
- W = 2,0 × 9,81 × 3,0 ≈ 58,9 J ≈ 59 J
Exercice 4
Réponse : 9,9 m·s⁻¹
Conservation de l’énergie mécanique (ou théorème de l’énergie cinétique).
- mv2 = mgh
- v = √(2gh) = √(2 × 9,81 × 5,0) = √98,1
- v ≈ 9,9 m·s−1
Exercice 5
Réponse : Vrai
Le poids est vertical, le déplacement horizontal : α = 90° et cos 90° = 0. On retrouve zA = zB dans W = mg(zA − zB).
Exercice 6
Réponse : La force de frottement
Le travail d’une force de frottement dépend du chemin suivi (il est d’autant plus résistant que le trajet est long) : elle n’est pas conservative.
Exercice 7
Réponse : 343 J
L’énergie dissipée est la diminution de l’énergie mécanique.
- Em(haut) = mgh = 30 × 9,81 × 3,0 = 882,9 J (Ec = 0, origine en bas)
- Em(bas) = × 30 × 6,02 = 540 J
- Énergie dissipée : 882,9 − 540 ≈ 343 J
Exercice 8
Exemple de réponse : Sans frottements : seul le poids travaille (la réaction normale est perpendiculaire au déplacement). L’énergie mécanique se conserve : l’énergie potentielle de pesanteur diminue et se convertit intégralement en énergie cinétique.
Avec frottements : l’énergie mécanique diminue ; une partie de l’énergie potentielle perdue est transférée à l’environnement (neige, air) sous forme thermique, la vitesse en bas est plus faible.Le bilan s’écrit ΔEm = W(frottements), négatif.
- Epp → Ec sans frottements.
- Em constante dans ce cas.
- Diminution de Em et transfert thermique avec frottements.
Exercices corrigés : 0 / 8
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Exercice 2 sur 8
CalculUne force constante de 50 N tire un traîneau sur 10 m. Elle fait un angle de 60° avec le déplacement. Quel est son travail, en J ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 3 sur 8
CalculUn sac de 2,0 kg tombe d’une hauteur de 3,0 m (g = 9,81 N·kg−1). Quel est le travail de son poids, en J (arrondi à l’unité) ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 4 sur 8
CalculUne bille est lâchée sans vitesse d’une hauteur de 5,0 m. En négligeant les frottements, quelle est sa vitesse en arrivant au sol, en m·s−1 (g = 9,81 N·kg−1) ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 5 sur 8
Vrai ou fauxLe travail du poids est nul lors d’un déplacement horizontal.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 6 sur 8
QCMLaquelle de ces forces n’est pas conservative ?
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 7 sur 8
CalculUn enfant de 30 kg part sans vitesse du haut d’un toboggan de 3,0 m de hauteur et arrive en bas à 6,0 m·s−1. Quelle énergie (en J) a été dissipée par les frottements (g = 9,81 N·kg−1) ? Donne la valeur positive, arrondie à l’unité.
Aide d’ULU pour cet exerciceExercice 8 sur 8
Question ouverteUn skieur descend une piste. Décris les conversions d’énergie, d’abord sans frottements, puis en tenant compte des frottements.
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