QCM : Principes de l'énergie mécanique — 8 questions

Explication

L'énergie cinétique est l'énergie que possède un corps en mouvement, dépendant de sa masse et de sa vitesse, et se calcule par $Ec = rac{1}{2} m v^2$. La première option décrit l'énergie potentielle, la troisième est une définition plus générale ou incorrecte, et la quatrième concerne l'énergie mécanique totale.

Explication

La formule correcte du travail d'une force constante lors d'un déplacement est W_AB(F) = F × AB × cos α, où α est l'angle entre la force et le déplacement. La formule utilise cos α, pas sin ou une division, ce qui en fait la réponse exacte.

Explication

Le travail du poids, calculé par W_AB(P) = m g (y_A - y_B), indique si la force de pesanteur augmente ou diminue l’énergie du système lors d’un déplacement vertical. Il permet ainsi de savoir si cette force agit comme moteur (énergie augmentée) ou comme résistance (énergie diminuée).

Explication

La loi de la conservation de l'énergie, qui implique notamment le rôle des forces conservatives comme la pesanteur, a été expérimentée et formalisée par James Prescott Joule en 1843. Cette année marque une étape clé dans la compréhension de la transformation de l'énergie mécanique en chaleur, consolidant la notion que l'énergie totale reste constante dans un système isolé.

Explication

Une force conservative a un travail qui ne dépend que des positions initiale et finale, ce qui permet de définir une énergie potentielle. En revanche, une force non conservative, comme la force de frottement, a un travail qui dépend du chemin parcouru, car elle dissipe de l'énergie sous forme de chaleur ou autres formes d'énergie non récupérables.

Explication

L’énergie potentielle, notamment dans le cadre de la mécanique classique, est souvent associée à la formalisation de Hamilton, qui a introduit la notion d’énergie potentielle dans le contexte de la mécanique analytique. Isaac Newton a établi la loi de la gravitation, Galilée a contribué à la dynamique, mais Hamilton est crédité pour la formalisation de l’énergie potentielle dans la mécanique analytique.

Explication

Le travail effectué par les forces conservatives, comme la pesanteur, est la cause principale qui peut transformer l'énergie potentielle en énergie cinétique ou vice versa, entraînant ainsi une variation de l'énergie mécanique. Les autres options ne sont pas directement liées à la variation de l'énergie mécanique dans le contexte des forces et du travail.

Explication

Pour appliquer la conservation d'énergie, on additionne l'énergie cinétique (1/2 m v^2) et l'énergie potentielle (m g y) en bas, puis on égalise cette somme à celle en haut, en tenant compte de la différence de hauteur. Cela permet de calculer la vitesse en haut en utilisant la formule Ec + Epp = constante.