TP Energie potentielle de pesanteur et conservation de l’énergie

Objectifs : Comprendre que l'énergie potentielle de pesanteur est proportionnelle à l'altitude et à la masse. Illustrer le transfert sans perte de l'énergie totale Em du corps en mouvement. Introduire en plusieurs instants les composantes Ec et Ep de Em.

I- Introduction de l’énergie de potentielle

Deux corps massifs s’attirent. Cette force, dite de gravitation, est faible pour de petits objets, mais devient importante pour des astres. Ainsi le Soleil et la Terre, la Terre et la Lune, s’attirent; la pesanteur n’est autre que la force de gravitation exercée par la Terre sur les objets dans son voisinage. À cette force correspond une énergie de gravitation, plus élevée lorsque les corps sont éloignés l’un de l’autre que lors qu’ils sont proches. L’énergie de gravitation est dite potentielle, parce qu’elle ne se manifeste à nous que lorsqu’elle se convertit en une autre forme d’énergie.

L’énergie potentielle d’une cabine d’ascenseur est plus grande au quatrième étage qu’au premier, car elle est alors plus éloignée du centre de la Terre qui l’attire.
Si l’on coupait le câble en neutralisant les freins de sécurité, la cabine tomberait en s’accélérant, son énergie potentielle se transformerait alors en énergie cinétique, plus visible.

De même, l’énergie d’une masse de 1 kg d’eau à la surface d’un lac de barrage est plus élevée que son énergie lorsqu’elle est au pied du barrage. En effet, pour une différence d’altitude de 100 m, la différence d’énergie potentielle est de 981J. C’est cette énergie qui est exploitée dans une centrale hydroélectrique, où la chute de l’eau actionne des turbines qui entraînent des alternateurs. http://www.youtube.com/watch?v=E5DBdUn1DhE II- Cas de la chute d’un objet 1- Energie de position et énergie de mouvement
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