MECANIQUE

Unité spécifique M3 ENERGIE MECANIQUE Durée indicative : 10 heures

CONTENUS

Différentes formes d’énergie mécanique Energie potentielle : cas particulier de l’énergie potentielle de pesanteur. Energie cinétique (cas du solide en translation ou en rotation autour d’un axe fixe). Conservation de l’énergie mécanique d’un solide isolé.

Transfert d’énergie par travail mécanique Travail mécanique d’une force constante en translation. Travail mécanique d’un solide en rotation uniforme. Puissance des forces agissant sur un solide en translation ou en rotation uniforme.

Théorème de l’énergie cinétique

EXIGENCES

Savoir-faire théoriques

Calculer l’énergie cinétique d’un solide en translation. Calculer le moment d’inertie d’un cylindre, d’une jante. Calculer l’énergie cinétique d’un solide en rotation autour d’un axe fixe. Calculer la variation d’énergie potentielle de pesanteur entre deux positions. Résoudre une situation mettant en oeuvre la conservation de l’énergie mécanique. Calculer le travail et la puissance dans les cas suivants :

force constante en translation uniforme ; couple de moment constant. Formules à connaître : W = F.L ; P=W/t ; P=2p nM Utiliser le théorème de l’énergie cinétique pour résoudre un problème de dynamique.

Savoir-faire expérimentaux

Vérifier expérimentalement la conservation (ou la non conservation) de l’énergie mécanique d’un solide isolé.

EXEMPLES D’ACTIVITES SUPPORT Etude expérimentale de la conservation de l’énergie mécanique (plan incliné, chute libre, pendule). Détermination expérimentale du moment d’inertie d’un solide en rotation.

COMMENTAIRES n est la fréquence de rotation en tr/s. On observe qualitativement le passage d’une forme d’énergie à l’autre. L’utilisation des capteurs de vitesses permet une étude quantitative.