On appelle chute libre d’un corps la chute d’un corps soumis à la seule force de gravité (pesanteur). En particulier, la résistance à l’avancement lié à l’air est négligé.
Données de l’exercice :
Masse de la bille d’acier: 100g (0,1kg)
-2 -2 Constante g : 10 N.m .kg
1. Une bille d’acier est retenue de telle sorte que sa vitesse est nulle. Quelle est alors son énergie cinétique?
2. La bille est lâchée, elle est désormais en chute libre.
a. Combien d’énergie potentielle a-t-elle perdu après 1m de chute?
b. Combien d’énergie potentielle a-t-elle perdu après 10m de chute?
3. Montrer que l’énergie cinétique gagnée par la bille est égale à la perte d’énergie potentielle
4. Quelle énergie cinétique la bille a-t-elle gagné après...
a. 1m de chute?
b. 10m de chute?
5. Quelle est la vitesse, en m/s (mètre par seconde) de la bille après...
a. 1m de chute?
b. 10m de chute?
6. Nous cherchons maintenant à établir une relation entre la vitesse de la bille et sa hauteur de chute.
a. Ecrire et développer la formule de l’énergie mécanique (énergie cinétique + énergie potentielle de la bille) avant que la bille ne soit lachée (vitesse nulle, hauteur h = H)
b. Ecrire et développer la formule de l’énergie mécanique pendant la chute en fonction de la hauteur de chute
c. Pourquoi peut-on dire que la formule du a. donne la même valeur que la formule du b. ?
7. Que peut-on en déduire sur la vitesse de chute libre d’une plume et d’une bille d’acier en l’absence de résistance à l’air?
