Bilan : Synthèse et méthode sur Énergie potentielle et énergie mécanique

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Système, référentiel, origine des altitudes, inventaire des forces : toujours en premier • Seules des forces conservatives travaillent : E_m(A) = E_m(B) • Des frottements (ou un moteur) travaillent : E_m = W_AB(F_nc) et l'énergie dissipée vaut | E_m| • Théorème de l'énergie cinétique, toujours valable : E_c = W_AB(F)

Le cours

Bilan : Synthèse et méthode sur Énergie potentielle et énergie mécanique • Système, référentiel, origine des altitudes, inventaire des forces : toujours en premier • Seules des forces conservatives travaillent : E_m(A) = E_m(B) • Des frottements (ou un moteur) travaillent : E_m = W_AB(F_nc) et l'énergie dissipée vaut | E_m| • Théorème de l'énergie cinétique, toujours valable : E_c = W_AB(F) Les outils du chapitre • Énergie cinétique E_c = 1/2 m v^2 ; énergie potentielle de pesanteur E_pp = m g z ; énergie mécanique E_m = E_c + E_pp. • Le poids est une force conservative : W_AB(P) = m g (z_A - z_B) = - E_pp. • Sans frottements, E_m se conserve ; avec frottements, E_m = W(f) Méthode : quel outil choisir ? 1. Définir le système et le référentiel, choisir l'origine des altitudes. 2. Faire l'inventaire des forces et repérer celles qui travaillent. 3. Si seul le poids travaille : écrire E_m(A) = E_m(B) (calcul le plus rapide). 4. Si des frottements ou un moteur travaillent : écrire E_m = W(F_nc), ou le théorème de l'énergie cinétique. 5. Contrôler : unités, signe de E_m, comparaison avec le modèle sans frottements. Ce qu'un exercice bilan mobilise • Convertir les données (km/h ms^-1, g kg, kJ J, J kWh). • Raisonner sur un diagramme d'énergie : zone accessible, points de rebroussement, équilibres. • Interpréter un rendement de conversion (freinage régénératif, centrale hydroélectrique) et le devenir de l'énergie dissipée. Astuce et méthode clé Commence toujours par calculer ce que donnerait le modèle sans frottements : si la valeur mesurée (vitesse, hauteur) est plus faible, l'écart d'énergie mécanique mesure directement l'énergie dissipée. Piège classique à éviter Oublier le travail négatif des frottements quand l'énergie mécanique n'est pas conservée, ou au contraire écrire E_m(A) = E_m(B) alors que l'énoncé donne une vitesse d'arrivée inférieure à celle de la chute libre.

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