Physique-Chimie · 2ème année Bac
Aspects énergétiques
1Rappels du cours
Travail d'une force variable
Force de rappel d'un ressort : W = ½K(x₁² − x₂²) entre x₁ et x₂.
Énergies
- Énergie potentielle élastique : Epe = ½K·x².
- Énergie potentielle de torsion : Ept = ½C·θ².
- Énergie potentielle de pesanteur : Epp = m·g·z.
- Énergie cinétique : translation ½mv² ; rotation ½J_Δθ̇².
Énergie mécanique d'un oscillateur
Em = Ec + Ep
- Sans frottement : Em constante = ½K·Xm² (pendule élastique).
- Avec frottements : Em diminue (transformée en chaleur).
Échanges énergétiques
Au cours des oscillations : Ec maximale au passage à l'équilibre, Ep maximale aux positions extrêmes.
2Renforcement vidéo
Capsule sélectionnée — YouTube (3 à 5 minutes).
Regarder la vidéo ↗3Validation directe — QCM
Chaque question peut avoir une ou plusieurs bonnes réponses. Cochez toutes les propositions qui vous semblent justes. L'ordre des questions et des réponses change à chaque nouvelle tentative.
1. L'énergie mécanique d'un pendule élastique sans frottement vaut :
2. Avec frottements, l'énergie mécanique :
3. L'énergie cinétique est maximale :
4. Dans « Aspects énergétiques des oscillations mécaniques », quelle affirmation est exacte ?
5. Dans « Aspects énergétiques des oscillations mécaniques », sélectionne toutes les propositions exactes.
6. À propos de « Aspects énergétiques des oscillations mécaniques », quelles affirmations sont correctes ?
7. Parmi ces propositions sur « Aspects énergétiques des oscillations mécaniques », lesquelles sont exactes ?
8. Dans « Aspects énergétiques des oscillations mécaniques », quelle proposition décrit une erreur à éviter ?
9. Un oscillateur masse-ressort idéal a k=50 N/m et une amplitude A=0,20 m. Quelle est son énergie mécanique ?
10. Sans dissipation, quelles affirmations sont exactes pour un oscillateur masse-ressort ?
11. Au passage par l’équilibre x=0 d’un oscillateur idéal, quelles affirmations sont exactes ?
12. À une extrémité x=A, quelles propositions sont exactes ?
13. Si l’amplitude double, que devient l’énergie mécanique d’un oscillateur idéal à k constant ?
14. Quelles expressions sont des énergies dans un système masse-ressort horizontal ?
15. Un mobile de masse 0,50 kg passe à l’équilibre à 2,0 m/s. Quelle est son énergie mécanique si le système est idéal ?
16. En présence de frottements, quelles évolutions sont typiques ?
17. Si l’énergie mécanique idéale vaut 2 J et qu’à un instant Ep=0,5 J, quelle est Ec ?
18. Quelles grandeurs peuvent être maximales alternativement au cours d’une oscillation idéale ?
19. Pour un ressort idéal, l’énergie potentielle élastique vaut…
20. Un ressort de k=200 N/m est comprimé de 0,10 m. Quelle énergie potentielle élastique stocke-t-il ?
21. Quelles affirmations distinguent correctement conservation et dissipation ?
22. À vitesse nulle, peut-on conclure que l’énergie mécanique d’un oscillateur est nulle ?
23. Quelle stratégie est la plus efficace pour comparer l’énergie aux positions remarquables ?
4Entraînement
Exercice — Vitesse maximale
AdrarPhysic / AlloSchool (programme 2Bac)Un pendule élastique (K = 50 N/m, m = 0,5 kg) oscille sans frottement avec une amplitude Xm = 4 cm.
- Calculer Em.
- En déduire la vitesse maximale.