L'énergie mécanique (3e)

La bonne réponse de chaque question, avec son explication.

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1. 1

   En physique, que désigne l'énergie d'un système ?

   Réponse B : Sa capacité à modifier l'état d'un autre système

   L'énergie d'un système est sa capacité à modifier l'état d'un autre système : le mettre en mouvement, le déformer ou le chauffer, par exemple.

2. 2

   Quelle est l'unité d'énergie dans le Système international ?

   Réponse C : Le joule

   Dans le Système international, l'unité d'énergie est le joule, de symbole J ; il sert aussi à mesurer le travail et la quantité de chaleur.

3. 3

   Combien de joules valent 1 kJ ?

   Réponse C : 1 000 J

   Le préfixe « kilo » multiplie par 1 000 : 1 kJ vaut donc 1 000 J.

4. 4

   Quelle est l'énergie cinétique d'une voiture à l'arrêt sur un parking ?

   Réponse A : Elle est nulle

   L'énergie cinétique est l'énergie liée au mouvement : un objet immobile, même très lourd, a une énergie cinétique nulle.

5. 5

   Quelle expression permet de calculer l'énergie cinétique Ec d'un objet ?

   Réponse B : Ec = ½ × m × v²

   L'énergie cinétique se calcule avec la formule Ec = ½ m v² : elle dépend de la masse de l'objet et du carré de sa vitesse.

6. 6

   Dans la formule Ec = ½ m v², dans quelle unité la masse m doit-elle être exprimée ?

   Réponse D : En kilogrammes

   Pour appliquer la formule de l'énergie cinétique, on exprime d'abord la masse en kilogrammes, et non en grammes.

7. 7

   Pour calculer une énergie cinétique, dans quelle unité doit-on exprimer la vitesse ?

   Réponse A : En mètres par seconde (m/s)

   Dans la formule de l'énergie cinétique, la vitesse doit être exprimée en mètres par seconde, et non en kilomètres par heure.

8. 8

   Pour convertir une vitesse exprimée en km/h en m/s, que fait-on ?

   Réponse C : On divise par 3,6

   Pour passer des kilomètres par heure aux mètres par seconde, on divise la valeur de la vitesse par 3,6.

9. 9

   À vitesse égale, comment l'énergie cinétique d'un objet dépend-elle de sa masse ?

   Réponse B : Elle est proportionnelle à sa masse

   Dans la formule, la masse n'est pas élevée au carré : à vitesse égale, doubler la masse double l'énergie cinétique.

10. 10

    Que devient l'énergie cinétique d'un objet si sa vitesse double ?

    Réponse D : Elle est multipliée par 4

    La vitesse est élevée au carré dans la formule : si elle double, l'énergie cinétique est multipliée par quatre.

11. 11

    À masse égale, que devient l'énergie potentielle de pesanteur d'un objet placé plus haut par rapport au niveau de référence choisi ?

    Réponse C : Elle augmente

    À masse égale, plus l'objet est haut par rapport au niveau de référence choisi, plus son énergie potentielle de pesanteur est grande.

12. 12

    Quelle forme d'énergie un ressort comprimé possède-t-il ?

    Réponse D : De l'énergie potentielle élastique

    Un ressort comprimé ou étiré possède de l'énergie potentielle élastique, une autre forme d'énergie potentielle que celle liée à la hauteur.

13. 13

    Lorsqu'un objet lancé vers le haut monte (frottements négligés), en quoi son énergie cinétique se transforme-t-elle ?

    Réponse B : En énergie potentielle de pesanteur

    En montant, l'objet perd de la vitesse et gagne de la hauteur : son énergie cinétique se transforme en énergie potentielle de pesanteur.

14. 14

    Qu'est-ce que l'énergie mécanique d'un système ?

    Réponse A : La somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle

    L'énergie mécanique d'un système est la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle : Em = Ec + Ep.

15. 15

    Lors d'une chute libre sans frottement, que devient la somme Ec + Epp de l'objet ?

    Réponse A : Elle reste constante

    Sans frottement, ce que perd l'énergie potentielle de pesanteur, l'énergie cinétique le gagne : la somme reste constante.

16. 16

    Une balle est lancée verticalement vers le haut. Quelle est sa vitesse au point le plus haut de sa trajectoire ?

    Réponse B : Elle est nulle

    Au point le plus haut, la balle s'immobilise un instant avant de retomber : sa vitesse y est nulle.

17. 17

    Quel est l'effet des frottements sur l'énergie mécanique d'un objet en mouvement sur un support immobile ?

    Réponse C : Ils en transforment une partie en énergie thermique

    Sur un support immobile, les frottements s'opposent au mouvement : ils transforment une partie de l'énergie mécanique en énergie thermique, et le système s'échauffe.

18. 18

    Que dit le principe de conservation de l'énergie ?

    Réponse D : L'énergie ne peut être ni créée ni détruite

    Selon ce principe, l'énergie ne peut être ni créée ni détruite : elle se transforme d'une forme en une autre.