5 exemples de questions sur l'énergie potentielle
Énergie potentielle gravitationnelle
1. Une énergie de 4.900 2 joules est utilisée pour soulever verticalement un objet de 50 kg. L’objet atteindra une hauteur de … (g = 9,8 m/ s² ).
A. 0,1 m
B. 10 m
C. 98 m
D. 245 m
E. 960 m
Discussion
Il est connu que :
Variation d'énergie potentielle (ΔEP) = 4900 joules
masse de l'objet (m) = 50 kg
Accélération due à la gravité (g) = 9,8 m/ s²
Recherche : L'objet s'élèvera jusqu'à une hauteur de (Δh)
Répondre :
ΔEP = mg Δh
4900 = (50)(9,8) Δh
Δh = 10 mètres
La bonne réponse est B.
Énergie potentielle de ressort
2. Le graphique suivant illustre la relation entre la force (F) et l'allongement (x) d'un ressort. Si le ressort est étiré de 8 cm, son énergie potentielle est de…
A. 1,6 × 10-5 Joule
B. 6,4 × 10⁻⁴ joules
C. 8 Joules
D. 16 Joules
E. 128 Joules
Discussion
Il est connu que :
Force (F) = 2 Newtons
Augmentation de longueur (x) = 1 cm = 1/100 mètre = 0,01 mètre
Déflexion du ressort = 8 cm = 8/100 mètres = 0,08 mètre
Question : Énergie potentielle du ressort
Répondre :
Utilisez les données du graphique pour calculer la constante de raideur du ressort.
Énergie potentielle du ressort :
∆ EP = 1/2 kx 2
∆EP = 1/2 (200 N/m)(0,08 m) 2
∆EP = (100 N/m)(0,0064 m 2 )
∆ EP = 0,64 Nm
3. Parmi les états suivants des objets :
(1) Caoutchouc étiré pour lance-pierres
(2) Pendule dévié
(3) Fer chauffé
Les objets possédant une énergie potentielle sont numérotés...
A. (1)
B. (1) et (2)
C. (2)
D. (2) et (3)
E. (3)
Discussion
(1) Caoutchouc étiré pour lance-pierres
Lorsqu'il est étiré, le caoutchouc des lance-pierres possède une énergie potentielle élastique.
(2) Pendule dévié
Lorsqu'un pendule est dévié, il possède une énergie potentielle gravitationnelle.
La bonne réponse est B.
4. Le tableau ci-dessous présente les résultats d'une expérience impliquant un ressort soumis à une charge à une extrémité. F représente le poids de la charge et ∆L l'allongement du ressort. Calculez le travail nécessaire pour allonger le ressort de 10 cm.
A. 2,0 Joules
B. 2,5 Joules
C. 5,0 Joules
D. 7,6 Joules
E. 10 joules
Discussion
Il est connu que :
Allongement de la longueur du ressort (∆L) = 10 cm = 0,1 mètre
Question : Effort nécessaire pour allonger le ressort de 10 cm
Répondre :
Utilisez les données du tableau pour calculer la constante de raideur du ressort :
k = F / ∆x = 20 N / 0,04 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 30 N / 0,06 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 40 N / 0,08 m = 500 N/m
La constante de raideur du ressort est de 500 N/m.
L'effort nécessaire pour allonger le ressort de 10 cm est :
W = 1/2 k ∆L 2 = 1/2 (500 N/m)(0,1 m) 2 = (250 N/m)(0,01 m 2 ) = 2,5 Newton mètres = 2,5 Joules.
La bonne réponse est B.
5. Le graphique (Fx) illustre la relation entre la force et l'allongement du ressort. L'énergie potentielle du ressort, d'après ce graphique, est de…
A. 20 joules
B. 16 joules
C. 3,2 joules
D. 1,6 joules
E. 1,2 joules
Discussion
Il est connu que :
F = 40 Newtons
Δ x = 0,08 mètre
Question : Énergie potentielle du ressort ?
Répondre :
Constante de raideur :
k = F / Δ x
Énergie potentielle du ressort :
EP = ½ k Δ x 2 = ½ (F/ Δ x) Δ x 2 = ½ F Δ x
EP = ½ (40)(0,08) = (20)(0,08) = 1,6 joules
La bonne réponse est D.
Source de la question :
Questions de physique pour l'examen national de fin d'études secondaires/professionnelles
