Feuille d'activités : Énergie potentielle

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à calculer l'énergie potentielle et sa variation et l'utiliser pour résoudre différents problèmes.

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/ms.

  • A54,5 m
  • B534,1 m
  • C218 m
  • D109 m

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/ms.

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/ms.)

  • A 58‎ ‎535,40 J
  • B58,54 J
  • C 117‎ ‎070,80 J
  • D117,07 J

Q4:

Un corps de masse 7,5kg est à une hauteur de 14cm au-dessus du sol. Détermine l’énergie potentielle du corps relativement au sol, en prenant 𝑔=9,8/ms .

  • A 1 , 0 2 9 × 1 0 e r g s
  • B 1 , 0 2 9 × 1 0 e r g s
  • C 1 , 0 2 9 × 1 0 e r g s
  • D 1 , 0 2 9 × 1 0 e r g 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.

  • A 1‎ ‎214,4 joules
  • B 2‎ ‎975,28 joules
  • C 11‎ ‎901,12 joules
  • D 3‎ ‎606,4 joules

Q6:

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/ms.

  • A 6 , 4 × 1 0 J
  • B 3 , 9 × 1 0 J
  • C 1 0 J
  • D 2 , 6 × 1 0 J

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 60 sur l'horizontale. Calcule l'augmentation dans son énergie potentielle gravitationnelle. Prends 𝑔=9,8/ms.

  • A 30,89 joules
  • B 3‎ ‎567,2 joules
  • C 3‎ ‎089,29 joules
  • D 35,67 joules

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 30 par rapport à l'horizontale. Calcule l'augmentation de son énergie potentielle gravitationnelle. Prends 𝑔=9,8/ms.

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 13. Sachant qu'il a parcouru une distance de 87 m, calcule la variation de son énergie potentielle gravitationnelle. Prends 𝑔=9,8/ms.

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, 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=10𝚤7𝚥 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=𝑚𝑖+2𝚥N. 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.

  • A 1 0
  • B6
  • C 6
  • D1

Q13:

Un corps se déplace sous l'action d'une force constante 𝐹=5𝚤+3𝚥N, 𝚤 et 𝚥 sont deux vecteurs unitaires orthogonaux. À l'instant 𝑡 secondes, 𝑡0, le vecteur position du corps par rapport à un point fixe est donné par 𝑟=(𝑡+4)𝚤+(4𝑡+8)𝚥m. 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/ms.

  • A52 m
  • B509,6 m
  • C156 m
  • D104 m

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/ms.

Q16:

Une particule se déplace du point (8,1) vers le point (10,3) sous l’action de la force 𝐹=6𝚤3𝚥 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 30 sur l'horizontale. Calcule l'augmentation dans son énergie potentielle gravitationnelle. Prends 𝑔=9,8/ms.

  • A 1‎ ‎764 joules
  • B 17,64 joules
  • C 3‎ ‎528 joules
  • D 35,28 joules

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/ms.)

  • A 28‎ ‎420,00 J
  • B28,42 J
  • C 56‎ ‎840,00 J
  • D56,84 J

Q19:

Un hélicoptère de masse 2‎ ‎550 kg descend verticalement d'une altitude de 190 m à une altitude de 130 m. Calcule sa perte en énergie potentielle gravitationnelle. Considère l'accélération gravitationnelle 𝑔=9,8/ms.

  • A 1 , 5 × 1 0 J
  • B 8 × 1 0 J
  • C 4 , 7 × 1 0 J
  • D 3 , 2 × 1 0 J

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, 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=𝑚𝑖+4𝚥N. Sachant que la variation de l'énergie potentielle de l'objet est de 84 joules, et que son déplacement est mesuré en mètres, détermine la valeur de la constante 𝑚.

  • A11
  • B6
  • C 3
  • D 1 1

Q22:

Un objet de masse 7 kg tombe verticalement d'un point 𝐴 vers le sol. En atteignant le sol, l'énergie cinétique de l'objet est de 3‎ ‎724 joules. Détermine son énergie potentielle gravitationnelle par rapport au sol lorsqu'il est au point 𝐴. Prends l'accélération gravitationnelle 9,8 m/s2.

Q23:

Un objet de masse 55 g commence à glisser vers le bas d'un plan lisse incliné. Calcule l'énergie potentielle gravitationnelle perdue au moment où la vitesse de l'objet atteint 2 m/s.

  • A 110 joules
  • B 55 joules
  • C 0,22 joules
  • D 0,11 joules

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