L’énergie cinétique et potentielle - 3ème - Séquence complète

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- Séquence complète pour la 3ème en Physique-chimie sur : L’énergie cinétique et potentielle
  - Thème 3 : L’énergie et ses conversions
  - Module 6-L’énergie
  Chapitre 3 – L’ENERGIE CINETIQUE ET POTENTIELLE
  ➔ Cours pour la 3ème : L’énergie cinétique et potentielle
  I/ L’énergie cinétique
  Activité documentaire : Pourquoi le filet est-il tendu si haut lors du saut de Luke Aikins ?
  Au cours d’un mouvement, un objet possède de de l’énergie cinétique notée Ec.
  Elle augmente si la masse et/ou la vitesse de l’objet augmente.
  L’expression de l’énergie cinétique est :
  Ec= 1/2 m v²
  L’unité d’une énergie est le Joule (J).
  Remarque : C’est cette énergie qui est responsable de la déformation d’un véhicule lors d’un choc.
  Exemple
  Un scooter de masse m = 100 kg avec une vitesse de 10 m/s a une énergie cinétique égale à :
  II/ L’énergie potentielle
  Activité documentaire : Pourquoi le filet est-il tendu si haut lors du saut de Luke Aikins ?
  Un objet possède une énergie potentielle qui dépend de la masse et de la hauteur de l’objet.
  L’expression de l’énergie potentielle est :
  Ep= m.g.h
  Exemple
  Un parachutiste de masse 80 kg (équipement compris) qui s’élance d’un avion à 2000 m d’altitude possède une énergie de position :
  Au cours d’une chute par exemple, Ep est convertie en énergie cinétique. (Ep diminue, Ec augmente).
  La somme d’Ep et d’Ec est égale à l’énergie mécanique Em.
  Em = Ep + Ec
  Cette énergie se conserve en l’absence de frottements.
  
  ➔ Exercices avec les corrections pour la 3ème : L’énergie cinétique et potentielle
  Exercice 01 :
  Un escargot se déplace à 1 mm/s.
  Données :
  Masse de l’escargot : m_esc = 0,025 kg
  1. Exprimer sa vitesse en m/s.
  2. Calculer son énergie cinétique.
  Exercice 02 :
  Un patineur de 80 kg se déplace en ligne droite à une vitesse de 15 m/s.
  1. Calculer son énergie cinétique.
  2. Il saute et atteint une hauteur de 1m du sol. Calculer alors son énergie potentielle à cette hauteur.
  Exercice 03 :
  Alain, 73 kg, roule à 128 km/h sur sa moto, une Bandit 600 de 204 kg.
  a) Quelle est la masse totale du système Alain + moto ?
  b) Convertir la vitesse en m/s.
  c) Calculer l’énergie cinétique du système Alain + moto.
  d) Convertir cette énergie en kJ en arrondissant à 2 chiffres après la virgule.
  Exercice 04 :
  Une voiture de masse m = 800 kg roule à 60 km.h-1 sur une route horizontale. La conductrice freine et la voiture s’arrête.
  1. Quelle est l’énergie cinétique initiale de la voiture ?
  2. Quelle est l’énergie perdue par la voiture lors de son arrêt ou quelle est la variation d’énergie cinétique entre le début et la fin du freinage ? Comment est dissipée cette énergie ?
  ➔ Activité documentaire avec les corrections pour la 3ème : Pourquoi le filet est-il tendu si haut lors du saut de Luke Aikins ?
  Descriptif : Dans cette activité, les élèves réinvestissent la notion d’énergie cinétique et potentielle vue en 5ème mais découvrent leur formule et une application de la conversion d’énergie.
  Compétences travaillées/évaluées :
  D1 : Pratiquer des langages
  • Lire et comprendre des documents scientifiques
  • Passer d’une forme de langage à une autre
  D4 : Pratiquer des démarches scientifiques
  • Développer des modèles simples pour expliquer des faits d’observation
  Connaissances et compétences associées
  Les formes d’énergie
  Les transferts d’énergie
  Prérequis : Les formes d’énergie/Les transferts et conversions d’énergie/ Actions et interactions
  Nature de la ressource : Activité documentaire et construction de connaissances
  Situation problème :
  En 2016, Un américain, Luke Aikins, a sauté d’un avion sans parachute sur un filet de sécurité situé à environ 80 mètres du sol.