Flashcards : Énergie mécanique et énergie cinétique (42 cartes)

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1Question

Qu’est-ce que l’énergie cinétique d’un corps ?

Réponse

L’énergie due à sa vitesse.

2Question

Quelle formule donne l’énergie cinétique en translation ?

Réponse

$E_c = \frac{1}{2}mv^2$

3Question

Dans quelle unité la masse s’exprime-t-elle dans la formule de l’énergie cinétique ?

Réponse

En kilogrammes.

4Question

Quelle formule donne l’énergie cinétique de rotation d’un solide autour de l’axe fixe $\Delta$ ?

Réponse

$E_c=\frac{1}{2}J_\Delta\omega^2$

5Question

Comment s’écrit le moment d’inertie d’un solide par rapport à l’axe fixe Δ ?

Réponse

$J_\Delta=\sum_i m_i r_i^2$ , où $r_i$ est la distance de chaque constituant à l’axe.

6Question

Que caractérise le moment d’inertie d’un système physique ?

Réponse

Son inertie vis-à-vis des mouvements de rotation.

7Question

Comment exprime-t-on la variation d’énergie cinétique entre deux états ?

Réponse

$\Delta E_c = E_{c,f} - E_{c,i} = \frac{1}{2}m(V_f^2 - V_i^2)$

8Question

À quoi est égale la variation d’énergie cinétique dans un référentiel galiléen ?

Réponse

À la somme algébrique des travaux des forces extérieures appliquées au solide pendant son trajet.

9Question

Comment s’écrit le théorème de l’énergie cinétique ?

Réponse

$\Delta E_c = E_{c,\text{final}} - E_{c,\text{initial}} = \sum W_{\text{ext}}$

10Question

Comment calculer l’énergie cinétique totale de constituants tournant à la même vitesse angulaire ?

Réponse

$E_c=\frac12\left(\sum_{i=1}^{n}m_i r_i^2\right)\omega^2$

11Question

Que représente $J_{\Delta}$ dans la formule de l’énergie cinétique de rotation ?

Réponse

Le moment d’inertie du solide.

12Question

Que représente $\omega$ dans la formule de l’énergie cinétique de rotation ?

Réponse

La vitesse angulaire du solide.

13Question

Quelles étapes permettent d’appliquer le théorème de l’énergie cinétique en translation ?

Réponse

Définir le système, le référentiel terrestre supposé galiléen et les états initial et final, établir le bilan des forces extérieures, sommer leurs travaux, calculer la variation d’énergie cinétique puis appliquer le théorème.

14Question

Quelle expression donne la variation d’énergie cinétique en translation ?

Réponse

$\Delta E_c=\frac12mv_f^2-\frac12mv_i^2$

15Question

Quelles étapes permettent d’appliquer le théorème de l’énergie cinétique en rotation ?

Réponse

Définir le système, le référentiel terrestre supposé galiléen et les états initial et final, sommer les travaux des forces extérieures, calculer la variation d’énergie cinétique puis appliquer le théorème.

16Question

Quelle expression donne la variation d’énergie cinétique en rotation ?

Réponse

$\Delta E_c=\frac12I\omega_f^2-\frac12I\omega_i^2$

17Question

Quelle est la valeur approximative de $v^2/h$ pour le solide en chute libre ?

Réponse

Environ $19{,}6\ \text{m·s}^{-2}$ .

18Question

Quelle relation relie $v^2$ et $h$ dans cette chute libre ?

Réponse

$v^2 = 2gh$

19Question

Que représente $h$ dans la relation de chute libre $v^2 = 2gh$ ?

Réponse

La hauteur de chute.

20Question

Quelle formule exprime le travail du poids dans la chute libre étudiée ?

Réponse

$W(P) = \frac{1}{2}mv^2$

21Question

Qu’est-ce que l’énergie potentielle de pesanteur d’un solide ?

Réponse

L’énergie due à sa position par rapport à la Terre.

22Question

Comment obtient-on l’énergie cinétique totale d’un solide en rotation autour d’un axe fixe ?

Réponse

En additionnant les énergies cinétiques de ses constituants.

23Question

Quelle est l’énergie cinétique d’un constituant situé à la distance $r_i$ de l’axe ?

Réponse

$E_{ci}=\frac{1}{2}m_i r_i^2\omega^2$

24Question

Quelle formule donne l’énergie cinétique d’un solide en rotation et en déplacement ?

Réponse

$E_c=\frac{1}{2}J_\Delta\omega^2+\frac{1}{2}mv^2$

25Question

De quels éléments dépend le moment d’inertie ?

Réponse

Du solide considéré et de l’axe de rotation choisi.

26Question

Quel est le moment d’inertie d’un disque plein ou d’un cylindre plein ?

Réponse

$J_\Delta=\frac{1}{2}mr^2$ .

27Question

Quel est le moment d’inertie d’une sphère pleine ?

Réponse

$J_\Delta=\frac{2}{5}mr^2$ .

28Question

Quel est le moment d’inertie d’une tige de longueur L pour l’axe associé à la formule ?

Réponse

$J_\Delta=\frac{1}{12}mL^2$ .

29Question

En quelle unité SI s’exprime le moment d’inertie ?

Réponse

En kg·m².

30Question

Comment calcule-t-on le travail du poids entre deux hauteurs ?

Réponse

$W(P)=mg(h_i-h_f)$

31Question

Quelles étapes suivent la résolution d’un problème de mécanique ?

Réponse

Définir le système, préciser le référentiel, inventorier les forces extérieures, les schématiser, puis appliquer le théorème de l’énergie cinétique.

32Question

Qu’est-ce qu’un référentiel galiléen ?

Réponse

Un référentiel dans lequel on peut appliquer le principe d’inertie.

33Question

Quel référentiel sert d’exemple de référentiel galiléen pour une étude ?

Réponse

Le référentiel terrestre.

34Question

En quelle unité s’exprime la vitesse angulaire $\omega$ ?

Réponse

En rad/s.

35Question

En quelle unité s’exprime l’énergie cinétique ?

Réponse

En joules.

36Question

Dans l’exemple du ressort sans frottement, quel est le travail de la tension entre l’équilibre et l’élongation maximale ?

Réponse

−0,4 J.

37Question

Dans l’exemple du ressort sans frottement, quelle est la variation d’énergie cinétique entre l’équilibre et l’élongation maximale ?

Réponse

−0,4 J.

38Question

Dans l’exemple du poids entre A et B, à combien s’arrondit le travail du poids ?

Réponse

0,04 J.

39Question

Dans l’exemple du poids entre A et B, à combien s’arrondit la variation d’énergie cinétique ?

Réponse

0,04 J.

40Question

Quelle vitesse finale le moteur atteint-il dans l’exercice du volant ?

Réponse

10 tours par seconde.

41Question

Combien de temps le moteur met-il pour atteindre sa vitesse finale dans l’exercice du volant ?

Réponse

1 minute.

42Question

Dans quel état le moteur commence-t-il l’exercice du volant ?

Réponse

Au repos.

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Teste tes connaissances avec un QCM de 19 questions sur Énergie mécanique et énergie cinétique.

1. Un chariot de masse $2\,\text{kg}$ se déplace en translation à $3\,\text{m}\cdot\text{s}^{-1}$ . Quelle est son énergie cinétique ?

2. Quelle propriété d’un corps décrit son énergie cinétique ?

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