Leçon : Principe du travail et de l'énergie Mathématiques

Dans cette leçon, nous allons apprendre comment utiliser le principe travail-énergie pour résoudre des problèmes impliquant une particule en mouvement sous l'action d'une force constante.

Plan de la leçon

Objectifs

Les élèves pourront

comprendre que la variation de l’énergie cinétique d’un objet est égale au travail net fourni par toutes les forces agissant sur l’objet,
utiliser le principe du travail et de l’énergie pour résoudre des problèmes impliquant une particule en mouvement sous l’action d’une force constante.

Prérequis

Les élèves doivent être déjà familiarisés avec

l’énergie cinétique ,
le travail ,
la collision (élastique et inélastique),
la friction.

Exclusions

Les élèves ne couvriront pas

les problèmes impliquant des forces variables.

Fiche d'activités de la leçon

Q1:

Un objet de masse 15 kg tombe depuis une hauteur de 15 m au-dessus du sol. Utilise la relation travail - énergie pour déterminer son énergie cinétique juste avant de toucher le sol. Prends l'accélération de la pesanteur 9,8 m/s² .

Q2:

Un anneau de masse 1,5 kg glissait sur un poteau vertical. À partir du repos, il a accéléré sur une distance de 3,3 m jusqu'à ce que sa vitesse devienne 6,2 m/s. En utilisant le principe de travail-énergie, détermine le travail effectué par la résistance au mouvement de l'anneau. Prends .

Q3:

Deux balles de même masse ont été tirées à la même vitesse sur les côtés opposés d'une cible. La cible était formée de deux pièces de métal distinctes collées ensemble. La première était d'épaisseur 10 cm, et la deuxième d'épaisseur 14 cm. Lorsque les balles ont atteint la cible, la première a traversé la première couche et a été enfoncée de 8 cm dans la deuxième couche avant de s’arrêter, tandis que l'autre balle a traversé la deuxième couche et a été enfoncée de 5 cm dans la première avant son arrêt. En utilisant le principe travail-énergie, calcule le rapport , où est la résistance de la première couche métallique, et celle de la deuxième.