TP 1 Notion d’énergie Physique-Chimie 3ème

L’énergie et sesconversions

Identifier les différentes formes d’énergie

Objectif : Savoir qu’un objet possède : une énergie de mouvement appelée énergie cinétique ; uneénergie de position au voisinage de la Terre

I. QU’EST-CE QUE L’ÉNERGIE CINÉTIQUE ?

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Question : De quoi peut dépendre la déformation observée dans le bac à sable quand le véhicule eststoppé ?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

A l’aide du matériel disponible (bassine de sable, balles de même taille mais de différentes masses),propose une expérience pour valider tes hypothèses.

Expérience : ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Observations :.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

L’énergie cinétique Ec est l’énergie acquise par un objet du fait de son …………………….…..

Comment a-t-elle été visualisée ? ............................................................................................................................................................................................................................................................................................... De quels paramètres dépend-elle ? ..................................................................................................................

…..… = ……….…..….

Avec : ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Activité 12-2B

II. QU’EST-CE QUE L’ÉNERGIE DE POSITION ?

En France, l’électricité est produite de plusieurs manières : nucléaire (73,3 %), fossile (8,1 %), énergiesrenouvelables (18,6 %). Parmi les énergies renouvelables, l’énergie hydraulique, qui est utilisée depuis leXIXe siècle, tient une place de choix avec 13,8 % de production annuelle à elle seule.

Dans une centrale hydraulique, on utilise l’eau d’un barragepour produire de l’énergie électrique : l’eau est retenue à unecertaine hauteur au dessus de la centrale électrique. L’ouverturedu barrage entraîne l’écoulement de l’eau dans un canal jusqu’àla turbine reliée à un alternateur qui produit alors del’électricité.

Question : Pourquoi l’eau d’un barrage acquiert-elle de la vitesse au cours de sa chute ?........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Quelle action exercée par la Terre sur l’eau est responsable du mouvement de la chute d’eau ? ............................................................................................................................................................................ Comment varie l’altitude d’une goutte d’eau lors de l’ouverture du barrage ?...................................................................................................................................... Comment varie la vitesse d’une goutte d’eau lors de sa chute ?......................................................................................................................................

a) Quel type d’énergie faut-il pour faire tourner les turbines ? ......................................................................................................................................

b) D’où provient cette énergie de mouvement ? ......................................................................................................................................................................................................................................................................L’existence d’une énergie de position a été mise en évidence : pourquoi appelle-t-on cette énergie,l’énergie de position ? ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

L’énergie de position Ep est une ………….…. d’énergie que possède un objet du fait de son ……............…….… : plus un objet est placé ………….…., plus il possède de l’énergie de position. Comment se manifeste-t-elle ? ................................................................................................................................................................................................................................................................................................... De quels paramètres dépend-elle ? ..................................................................................................................

III. QU’EST-CE QUE L’ÉNERGIE MÉCANIQUE ?

Au cours de leur chute, les gouttes d’eau :Perdent de l’énergie ………………..…. car leur altitude ………………..….Gagnent de l’énergie …………...…..…. car leur vitesse ………………..….

L’énergie ………..………..…. est donc convertie en énergie …….…..………..….On appelle énergie mécanique la somme de l’énergie cinétique et del’énergie de position : Em = ……… + ………

Cette énergie mécanique ……………………..……… au cours de la chute d’eau.

Les sites utilisés sont souvent en montagne et seremarquent par l’aspect majestueux des barrages

I. A LA DÉCOUVERTE DE L’ÉNERGIE CINÉTIQUE

Expérience : Dans une bassine contenant du sable :- On lâche deux balles de même masse d’une hauteur différente.- On lâche deux balles de masse différentes de la même hauteur.Observations : Lorsque la hauteur de chute de la balle augmente, sa vitesse augmente.- La balle lâchée d’une hauteur plus importante a acquis une vitesse plus importante et a causé la plusgrande déformation sur le sable.- La balle de masse plus importante a causé la plus grande déformation sur le sable.

Conclusion : L’énergie cinétique Ec est l’énergie acquise par un objet du fait de son mouvement. Comment a-t-elle été visualisée ? L’énergie cinétique est mise en évidence par la déformation qu’elleengendre. De quels paramètres dépend-elle ? L’énergie cinétique d’un objet dépend de sa masse et de sa vitesse.

Ec=12×m×v ²

IV.A LA DÉCOUVERTE DE L’ÉNERGIE DE POSITION

Quelle action exercée par la Terre sur l’eau est responsable du mouvement de la chute d’eau ? C’estl’attraction gravitationnelle exercée par la Terre (poids de l’eau). Comment varie l’altitude d’une goutte d’eau lors de l’ouverture du barrage ? A l’ouverture du barrage,l’altitude diminue d’une goutte diminue. Comment varie la vitesse d’une goutte d’eau lors de sa chute ? La vitesse augmente lors de la chute. a) Quel type d’énergie faut-il pour faire tourner les turbines ? Il faut de l’énergie cinétique (liée à lavitesse de rotation de la turbine).

b) D’où provient cette énergie de mouvement ? Elle provient de l’énergie que possède l’eau du fait deson altitude. L’existence d’une énergie de position a été mise en évidence : pourquoi appelle-t-on cette énergie,l’énergie de position ? Car plus l’objet est placé haut, plus il possède de l’énergie.

L’énergie de position Ep est une réserve d’énergie que possède un objet du fait de son altitude.

Comment se manifeste-t-elle ? L’énergie de position se manifeste quand elle se transforme en énergiecinétique. De quels paramètres dépend-elle ? L’énergie de position d’un objet dépend de son altitude et de samasse.

V. A LA DÉCOUVERTE DE L’ÉNERGIE MÉCANIQUE

Au cours de leur chute, les gouttes d’eau :Perdent de l’énergie de position car leur altitude diminue. Gagnent de l’énergie cinétique car leur vitesse augmente.

L’énergie de position est donc convertie en énergie cinétique

Energie cinétiqueen Joules (J)

Vitesse de l’objet (en m/s)

Masse de l’objet (en kg)

On appelle énergie mécanique la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie de position. Cette énergiemécanique reste la même au cours de la chute d’eau : Em = Ep + Ec