Transcription de la vidéo
Un corps est projeté dans le sens de la pente d’un plan incliné rugueux à partir du bas de ce plan. Son énergie cinétique initiale est 242 joules. Le corps continue à se déplacer jusqu’à ce qu’il atteigne sa hauteur maximale, puis il glisse vers le bas. Quand il a atteint le bas du plan à nouveau, son énergie cinétique est de 186 joules. Trouvez le travail effectué contre le frottement 𝑊 lors du mouvement ascendant et l’énergie potentielle gravitationnelle 𝑃 lorsque le corps est à la hauteur maximale.
Commençons par faire un schéma de la situation. On nous dit que le corps commence à la base ou en bas du plan incliné. Ensuite il monte la pente jusqu’à ce qu’il atteigne sa hauteur maximale. Le corps glisse ensuite vers le bas pour revenir en bas du plan. Pour répondre à cette question, on doit rappeler la conservation de l’énergie. Cela indique que l’énergie n’est ni créée ni détruite ; elle se transforme d’un type à un autre. Cela signifie que l’énergie initiale doit être égale à l’énergie finale.
On nous dit que l’énergie cinétique initiale était de 242 joules et l’énergie cinétique finale était de 186 joules. Lorsque le corps commence et finit au même point, l’énergie potentielle gravitationnelle en ce point est égale à zéro. Cela semble suggérer que l’on a perdu de l’énergie car au début le corps a 242 joules et à la fin seulement 186 joules. La raison est que l’on nous dit que le plan était rugueux. Cela signifie que le corps perd de l’énergie en raison du frottement.
On peut calculer ce travail effectué par la force au frottement en soustrayant 186 de 242. Cela équivaut à 56. Par conséquent, le travail effectué contre la force de frottement pendant tout le trajet est égal à 56 joules. On est intéressé que par le travail effectué pendant le mouvement ascendant. Cela signifie que nous devons diviser 56 par deux, car le travail effectué en remontant la pente sera égal au travail effectué en redescendant. Le travail effectué contre le frottement 𝑊 lors du mouvement ascendant est donc égal à 28 joules.
La deuxième partie de notre question veut que l’on calcule l’énergie potentielle gravitationnelle 𝑃 lorsque le corps est à sa hauteur maximale. Il y avait 242 joules d’énergie cinétique au début du mouvement. On vient de découvrir que 28 joules ont été perdues lors de la remontée en raison du travail effectué contre le frottement. En soustrayant 28 de 242, on obtient 214. Cela signifie que l’énergie potentielle gravitationnelle 𝑃 lorsque le corps est à sa hauteur maximale est égale à 214 joules.
En descente, 28 joules seront à nouveau utilisés pour le travail contre le frottement. Comme 214 moins 28 nous donne 186, cela correspond à l’énergie cinétique à la fin. Les deux réponses à cette question sont 𝑊 est égal à 28 joules et 𝑃 est égal à 214 joules.
