Série d'exercices : Énergie potentielle - Énergie mécanique - 1er s
Classe:
Première
Exercice 1
Un chariot de montagne russe voyage du point jusqu'au point
Le chariot a une masse de et une vitesse de au point
![](https://sunudaara.com/sites/default/files/fig492.png)
1) Quelle est l'énergie mécanique (énergie totale) du chariot au point ?
2) Quelle est la vitesse du chariot au point ?
3) Quelle est l'énergie potentielle et l'énergie cinétique du chariot au point ?
4) Quelle est la vitesse du chariot au point ?
Exercice 2
Paul, debout sur un pont, lance verticalement vers le haut une pierre de masse
Celle-ci s'élève jusqu'à une hauteur de au-dessus du point de lancement puis redescend et tombe dans l'eau.
La surface de l'eau est située plus bas que le point de lancement de la pierre.
1. Calculer :
l'énergie potentielle de pesanteur de la pierre dans sa position la plus haute
l'énergie potentielle de pesanteur de la pierre dans sa position la plus basse
la variation d'énergie potentielle de la pierre
Si l'on choisit comme niveau de référence (origine de l'axe dirigé vers le haut)
1.1 Le niveau du point de lancement de la pierre
1.2 Le niveau de la surface de l'eau.
2. Exprimer l'énergie potentielle de pesanteur de la pierre lorsqu'elle est située à une altitude quelconque par rapport au point de lancement dans les deux cas précédents
Exercice 3
Un skieur à l'épreuve du kilomètre lancé , en recherche de vitesse sur une piste plane, bien damée et inclinée d'un angle par rapport à l'horizontale, part du point et atteint une vitesse de au bout d'un de piste, au point
La masse du skieur et de son équipement est de
![](https://sunudaara.com/sites/default/files/fig493.png)
1) Donner l'expression littérale de l'énergie potentielle du skieur en
Faire l'application numérique correspondante en prenant comme origine des énergies potentielles le point
2) Donner l'expression littérale de l'énergie cinétique du skieur en
Faire l'application numérique correspondante.
3) Nommer les forces appliquées au système {skieuréquipement} et les représenter sur un schéma.
4) Donner l'expression du travail de chacune de ces forces.
5) Donner la relation liant la variation d'énergie cinétique du système et le travail des différentes forces.
6) Si le skieur glisse sans frottement.
Quelle serait alors sa vitesse au point ?
7) En fait les frottements ne sont pas négligeables lors d'une telle descente ; déterminer la valeur de ces frottements.
Exercice 4
Dans un parc d'attractions, un wagonnet de masse se déplace sur des rails dont le profil est donné sur le schéma ci-dessous :
Les hauteurs des différents points , , , et sont repérées par rapport au sol et ont pour valeurs :
Calculer la variation d'énergie potentielle de pesanteur du wagonnet passant :
1) de à
2) de à
3) de à
4) de à
![](https://sunudaara.com/sites/default/files/fig504.png)
Exercice 5
Une piste est constituée par un plan incliné de longueur d'un angle sur l'horizontale et se raccordant tangentiellement à une portion circulaire de centre et de rayon
Un solide ponctuel de masse est suspendu en au fil accroché en Un autre solide ponctuel de masse est lâché sans vitesse initiale au point et glisse sans frottement le long de la piste.
Au point il heurte de plein fouet le solide
Prendre et
1. Le point étant considéré comme position de référence, exprimer l'énergie potentielle de pesanteur du solide au point en fonction de , , , et et au point en fonction , , et
2.1 Calculer l'énergie mécanique totale du solide au point
2.2 Calculer la vitesse du solide au point et la vitesse qu'il a acquise juste avant le choc au point en supposant que les forces de frottement sont négligeables sur toute la piste
3. Le pendule constitué du solide et le fil s'écarte d'un angle par rapport à la position verticale d'équilibre stable du pendule avant le choc.
3.1 Exprimer l'énergie potentielle de pesanteur du solide en fonction de , , et ; la position verticale étant prise pour position de référence.
3.2 Calculer l'énergie mécanique du solide à son départ du point sachant qu'il acquiert une vitesse juste après le choc.
3.3 Calculer le moment d'inertie du solide par rapport l'axe passant par le point et l'écart maximal atteint par le solide en supposant négligeable la résistance de l'air.
![](https://sunudaara.com/sites/default/files/fig506.png)
Exercice 6
Un solide de masse assimilable à un point matériel est lancé à partir d'un point sur un plan incliné d'un angle par rapport à l'horizontal avec une vitesse
La réaction d'intensité supposée constante exercée par le plan sur fait un angle avec la normale au plan.
La composante de la réaction parallèle au plan incliné a un sens opposé au vecteur vitesse de de
1.1 Représenter les forces qui s'exercent sur
1.2 Calculer les travaux de toutes ces forces au cours du déplacement
On donne et
1.3 Déterminer la vitesse de au point
2. Calculer la variation de l'énergie mécanique de entre les points et
Dans ce qui suit, la résistance de l'air et les frottements sont supposés nuls.
Le solide continue son mouvement sur horizontal ; incliné d'un angle par rapport à l'horizontal et incliné d'un angle par rapport à l'horizontal.
En , heurte un solide ponctuel de masse accroché à l'extrémité d'un fil de longueur et de masse négligeable ; il s'écarte d'un angle par rapport à la verticale.
3. On prend comme position de référence le point d'altitude zéro.
3.1 Calculer les énergies potentielles de aux points et
3.2 Lorsque le solide est sur la partie de longueur , déterminer l'énergie potentielle de en un point de en fonction de
3.3 Le solide rebrousse chemin en
Déterminer l'altitude maximale atteinte sur par
4.1 Calculer le moment d'inertie de par rapport à l'axe
4.2 Exprimer l'énergie potentielle de en fonction de , , et
4.3 Le solide part de sa position , passe par sa position verticale puis remonte.
4.3.1 Déterminer sa vitesse angulaire au passage par sa position verticale avec
4.3.2 De quel angle remonte-t-il ?
5. On suppose que et ne se rencontrent plus.
Décrire qualitativement les mouvements ultérieurs de et
![](https://sunudaara.com/sites/default/files/fig507.png)
Exercice 7
On néglige tous frottements.
Une bille de masse lancée du point à la vitesse se déplace sur un plan incliné vers le point
L'origine de l'énergie potentielle de pesanteur est le point le plus bas
Données :
1) Calculer les altitudes de , et
2) Calculer l'énergie mécanique en
3) Calculer les vitesses en et en en
4) la vitesse initiale est divisée par deux, calculer :
5) L'énergie mécanique, les vitesses en et en
![](https://sunudaara.com/sites/default/files/fig508.png)
Exercice 8
On considère le système mécanique représenté ci-dessous est formé par un parcours et un solide de masse , assimilable à un point matériel.
La partie est rectiligne confondue avec le plan horizontal
La partie est une boucle circulaire de rayon
On repère le solide dans cette boucle par l'abscisse angulaire
![](https://sunudaara.com/sites/default/files/fig509.png)
Les frottements sont négligeables sur tout le parcours
On prend l'état de référence pour l'énergie potentielle de pesanteur le plan horizontal et l'axe orienté vers le haut.
On donne
1) Exprimer l'énergie potentielle de pesanteur du solide en en fonction de , , et l'altitude du solide mesurée à partir de l'état de référence choisi.
2) Déduire l'énergie potentielle de pesanteur au point en fonction de , , , et
3) Pour quelle position l'énergie potentielle de pesanteur est maximale ?
Justifier votre réponse.
4) Trouver l'expression de l'énergie mécanique du solide aux points suivants : , et , sachant que le solide arrive au point avec une vitesse
5) Montrer que le solide parcours le périmètre du boucle, on doit avoir
6) On donne , calculer la valeur de la vitesse initiale pour que le solide arrête au point
Exercice 9
![](https://sunudaara.com/sites/default/files/fig510.png)
Une barre homogène de longueur , est mobile autour d'un axe horizontal passant par le point de son extrémité.
Son moment d'inertie par rapport à cet axe est
On écarte la barre de sa position d'équilibre stable d'un angle et on le lance, à l'instant avec une
vitesse angulaire
Les frottements sont négligeables.
On prend l'état de référence pour l'énergie potentielle de pesanteur le plan horizontal qui passe par et l'axe orienté vers le haut.
On donne
1) Calculer la vitesse linéaire du point à l'instant
2) Trouver l'expression de la variation de l'énergie cinétique entre la position initiale et la position de la barre d'abscisse angulaire en fonction de , , , et
3) Montrer que l'expression de la vitesse angulaire lorsque la barre passe par la position d'abscisse angulaire est donnée par la relation suivante :
4) Calculer la vitesse linéaire lorsque la barre passe par sa position d'équilibre stable
Exercice 10
Un solide de masse peut coulisser le long d'un plan inclinée par à rapport à l'horizontal
Le solide est relié à un ressort de constante de raideur dont l'autre extrémité est fixe (voir figure)
La position , à l'équilibre, de l'extrémité du ressort est prise comme origine d'un repère orienté comme le montre la figure
![](https://sunudaara.com/sites/default/files/fig511.png)
1) Donner l'expression littérale et calculer potentielle élastique du système en équilibre en fonction de l'allongement du ressort.
Donnée :
2) Un manipulateur saisit le solide et le tire vers de telle sorte que l'abscisse de soit égale
Donner l'expression littérale et calculer l'énergie potentielle élastique du système
3) Donner l'expression littérale et calculer l'énergie potentielle de pesanteur du solide en adoptant la position d'équilibre initiale comme état de référence
4) Le manipulateur lâche le solide qui effectue alors des oscillations le long du plan incliné d'amplitude ; les frottements sont négligeables
Donner l'expression en fonction de de l'énergie-potentielle élastique et de l'énergie potentielle de pesanteur
En déduire l'expression de l'énergie cinétique
Calculer la vitesse du solide lorsque
5) Représenter graphiquement en fonction de , , et
Mettre en évidence l'expression de la somme
Exercice 11 Énergie
Un solide de masse se déplace dans une glissière constituée d'une partie rectiligne et d'une partie circulaire de centre et de rayon.
On néglige des frottements.
L'origine des altitudes est le point et celle des énergies potentielles est le plan horizontal contenant (voir figure 1)
![](https://sunudaara.com/sites/default/files/fig512.png)
Le solide part du point avec une vitesse initiale de
1) Représenter en et en les forces appliquées au solide
2) Calculer les altitudes et des points et ; en déduire l'énergie potentielle du solide lorsqu'il se trouve en chacun de ces points.
On donne
3) Calculer le travail du poids lorsque le solide passe de à
En déduire l'énergie cinétique du solide au point
4) Calculer l'énergie mécanique du solide en
5) Donner l'expression de la vitesse du solide du point en fonction de , , , et
AN :
calculer pour
6) Le solide pourra-t-il atteindre le point ?
Commentaires
Anonyme (non vérifié)
mar, 01/14/2020 - 21:58
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ISSAKA (non vérifié)
lun, 04/27/2020 - 10:46
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Corrigé de tous les exercices
Zineb elghazouani (non vérifié)
dim, 01/31/2021 - 17:06
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Correctoin les exercices
Manoutchoo (non vérifié)
ven, 01/27/2023 - 08:18
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Apprendre
Karim (non vérifié)
sam, 01/22/2022 - 21:55
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Phisique
Kouadio yao (non vérifié)
sam, 12/16/2023 - 22:15
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J'ai un partiel à faire aider
zakaria konate (non vérifié)
dim, 04/17/2022 - 12:52
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correction
Fatou Diédhiou (non vérifié)
dim, 11/13/2022 - 19:25
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Il manque la correction
Ammar (non vérifié)
mar, 01/17/2023 - 19:35
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Être bon en physique et chimie
Medune (non vérifié)
mar, 12/26/2023 - 12:22
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Correction
Malki sara (non vérifié)
dim, 02/09/2025 - 20:23
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Physique
Khoyane (non vérifié)
ven, 03/26/2021 - 17:20
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Téléphone
Elemin (non vérifié)
lun, 06/07/2021 - 00:16
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Physical
Ismaël (non vérifié)
mar, 03/21/2023 - 02:17
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Apprendre
Anonyme (non vérifié)
ven, 11/17/2023 - 14:29
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Pdf
Anonyme (non vérifié)
ven, 11/17/2023 - 14:29
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اسماعيل (non vérifié)
sam, 03/02/2024 - 09:53
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لتصحیح اخطائي
Yyy (non vérifié)
dim, 03/24/2024 - 11:30
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Pc
Anonyme (non vérifié)
jeu, 01/16/2025 - 16:06
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Nice
Sanou Mahamoud (non vérifié)
jeu, 02/20/2020 - 10:29
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Exercice corrigé de physique chimie
Ouoba Mohamed b... (non vérifié)
ven, 03/06/2020 - 00:28
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C'est très intéressant pour
ahmed (non vérifié)
mer, 12/09/2020 - 11:06
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tres bon travail
LM (non vérifié)
mar, 03/31/2020 - 04:37
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correction de ces exercices
Anonyme (non vérifié)
sam, 09/05/2020 - 16:08
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Désolé mais pour le 1e
Bere (non vérifié)
sam, 01/23/2021 - 20:29
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Physique
zaki (non vérifié)
sam, 01/08/2022 - 22:41
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hhh
zaki (non vérifié)
sam, 01/08/2022 - 22:45
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hhh
Anonyme (non vérifié)
lun, 04/05/2021 - 17:02
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C vrai même moi aussi bref
Soum (non vérifié)
lun, 01/11/2021 - 00:48
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Correction de l exo 8
Ezéchiel (non vérifié)
mar, 02/09/2021 - 14:06
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Correction des exercices
Seye (non vérifié)
mer, 03/24/2021 - 19:12
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Élève en classe première s2
Anonyme (non vérifié)
ven, 03/26/2021 - 17:17
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Bien
Elie (non vérifié)
ven, 03/26/2021 - 17:17
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Pc
Khoyane (non vérifié)
ven, 03/26/2021 - 17:19
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Trop bien
Anonyme (non vérifié)
lun, 04/05/2021 - 17:04
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La correction exo 1 qust 4
zaynab zaynab (non vérifié)
dim, 12/12/2021 - 17:09
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j'ai admiré ces exercices,
bahb6015@gmail.com (non vérifié)
mer, 12/22/2021 - 20:59
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Ils très bon
Iman (non vérifié)
sam, 01/22/2022 - 17:07
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Exercice 5
Esaïe (non vérifié)
dim, 04/24/2022 - 15:28
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Je veux savoir
Seedorf baddest (non vérifié)
ven, 12/22/2023 - 21:22
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Le résultat
yassin (non vérifié)
mer, 01/04/2023 - 21:57
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Keita Mohamed sama (non vérifié)
dim, 01/08/2023 - 22:13
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Apprendre
Nestor (non vérifié)
dim, 01/08/2023 - 23:02
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Étude
Anonyme (non vérifié)
mar, 01/10/2023 - 23:12
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Merci
Dezoumbe Elie (non vérifié)
ven, 03/22/2024 - 09:36
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Apprendre
KPANTE (non vérifié)
ven, 01/17/2025 - 17:27
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VOIR CORRIGe
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