Leçon : Énergie potentielle

Dans cette leçon, nous allons apprendre comment calculer l'énergie potentielle et sa variation et l'utiliser pour résoudre différents problèmes.

Feuille d'activités: 21 Questions

Q1:

Un objet de masse 4 kg a une énergie potentielle gravitationnelle de 2 136,4 J par rapport au sol. Détermine sa hauteur. L'accélération de la pesanteur vaut 9 , 8 / m s .

Q2:

Une grue porte un corps de masse 132 kg à une hauteur de 20 m. Calcule l'augmentation de l'énergie potentielle gravitationnelle du corps. On prend pour accélération gravitationnelle 𝑔 = 9 , 8 / m s 2 .

Q3:

Un corps de masse 543 g se trouve à 22 m au-dessus de la surface du sol. Détermine son énergie potentielle gravitationnelle par rapport au sol. (On prendra 𝑔 = 9 , 8 m / s .)

Q4:

Un corps de masse 7 , 5 k g est à une hauteur de 1 4 c m au-dessus du sol. Détermine l’énergie potentielle du corps relativement au sol, en prenant 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q5:

Un homme de masse 92 kg monte en ascenseur du sixième étage au dixième étage. Sachant que chaque étage mesure 3,3 m de hauteur, détermine le gain en énergie potentielle gravitationnelle. Prends l'accélération gravitationnelle de 9,8 m/s2.

Q6:

Un hélicoptère de masse 3 830 kg descend verticalement d'une altitude de 370 m à une altitude de 280 m. Calcule sa perte en énergie potentielle gravitationnelle. Considère l'accélération gravitationnelle 𝑔 = 9 , 8 / m s 2 .

Q7:

Un objet de masse 7 kg se déplace 52 cm vers le haut de la ligne de plus grande pente d'un plan lisse incliné de 6 0 sur l'horizontale. Calcule l'augmentation dans son énergie potentielle gravitationnelle. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q8:

Un corps de masse 8 kg se déplaçait de 238 cm vers le haut sur la ligne de plus grande pente d'un plan lisse incliné de 3 0 par rapport à l'horizontale. Calcule l'augmentation de son énergie potentielle gravitationnelle. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s 2 .

Q9:

Une personne de masse 105 kg était en train de grimper une colline qui était inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle dont le sinus vaut 1 3 . Sachant qu'il a parcouru une distance de 87 m, calcule la variation de son énergie potentielle gravitationnelle. Prends 𝑔 = 9 , 8 m / s .

Q10:

Une balle de masse 317 g a été projetée verticalement vers le haut à 29 m/s partant du point 𝐴 . Elle est passée par un point 𝐵 , à 21 m/s, où 𝐵 est situé verticalement au-dessus de 𝐴 . En négligeant la résistance de l'air, utilise le principe Travail-Énergie pour calculer l'augmentation dans l'énergie potentielle gravitationnelle de la balle lors du passage de 𝐴 à 𝐵 .

Q11:

Une particule se déplace du point ( 9 , 3 ) vers le point ( 7 , 9 ) sous l’action de la force 𝐹 = 1 0 𝚤 7 𝚥 dynes. Détermine la variation de l’énergie potentielle de la particule, sachant que son déplacement est mesuré en centimètres.

Q12:

Un corps se déplace en mouvement rectiligne du point 𝐴 ( 6 , 0 ) vers le point 𝐵 ( 5 , 4 ) sous l'action de la force 𝐹 = 𝑚 𝑖 + 2 𝚥 N . Sachant que la variation de l'énergie potentielle de l'objet est de 2 joules, et que son déplacement est mesuré en mètres, détermine la valeur de la constante 𝑚 .

Q13:

Un corps se déplace sous l'action d'une force constante 𝐹 = 5 𝚤 + 3 𝚥 N , 𝚤 et 𝚥 sont deux vecteurs unitaires orthogonaux. À l'instant 𝑡 secondes, 𝑡 0 , le vecteur position du corps par rapport à un point fixe est donné par 𝑟 = ( 𝑡 + 4 ) 𝚤 + ( 4 𝑡 + 8 ) 𝚥 m . Détermine la variation de l'énergie potentielle du corps dans les premières 9 secondes.

Q14:

Un objet de masse 3 kg a une énergie potentielle gravitationnelle de 1 528,8 J par rapport au sol. Détermine sa hauteur. L'accélération de la pesanteur vaut 9 , 8 / m s .

Q15:

Une grue porte un corps de masse 101 kg à une hauteur de 6 m. Calcule l'augmentation de l'énergie potentielle gravitationnelle du corps. On prend pour accélération gravitationnelle 𝑔 = 9 , 8 / m s 2 .

Q16:

Une particule se déplace du point ( 8 , 1 ) vers le point ( 1 0 , 3 ) sous l’action de la force 𝐹 = 6 𝚤 3 𝚥 dynes. Détermine la variation de l’énergie potentielle de la particule, sachant que son déplacement est mesuré en centimètres.

Q17:

Un objet de masse 3 kg se déplace 120 cm vers le haut de la ligne de plus grande pente d'un plan lisse incliné de 3 0 sur l'horizontale. Calcule l'augmentation dans son énergie potentielle gravitationnelle. Prends 𝑔 = 9 , 8 / m s .

Q18:

Un corps de masse 580 g se trouve à 10 m au-dessus de la surface du sol. Détermine son énergie potentielle gravitationnelle par rapport au sol. (On prendra 𝑔 = 9 , 8 m / s .)

Q19:

Un hélicoptère de masse 2 630 kg descend verticalement d'une altitude de 250 m à une altitude de 150 m. Calcule sa perte en énergie potentielle gravitationnelle. Considère l'accélération gravitationnelle 𝑔 = 9 , 8 / m s 2 .

Q20:

Une balle de masse 334 g a été projetée verticalement vers le haut à 22 m/s partant du point 𝐴 . Elle est passée par un point 𝐵 , à 18 m/s, où 𝐵 est situé verticalement au-dessus de 𝐴 . En négligeant la résistance de l'air, utilise le principe Travail-Énergie pour calculer l'augmentation dans l'énergie potentielle gravitationnelle de la balle lors du passage de 𝐴 à 𝐵 .

Q21:

Un corps se déplace en mouvement rectiligne du point 𝐴 ( 5 , 7 ) vers le point 𝐵 ( 7 , 5 ) sous l'action de la force 𝐹 = 𝑚 𝑖 + 4 𝚥 N . Sachant que la variation de l'énergie potentielle de l'objet est de 8 4 joules, et que son déplacement est mesuré en mètres, détermine la valeur de la constante 𝑚 .

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