Un ballon lancé, une chute d’eau, une moto lancée à vive allure : l’énergie du mouvement et de la hauteur, et ses dangers.
www.ndolomath.comFiche de révision de SVTEEHB : « L’énergie mécanique et ses conséquences », proposée par ndolomath.comndolomath
L’énergie mécanique et ses conséquences
Module III : Énergie : ses sources et sa gestionSéquence 10 : Utilisation de l’énergie mécaniqueSéance 24 : Énergie mécanique : définition et conséquences
💡 Idée principale : un corps possède de l’énergie mécanique parce qu’il bouge (énergie cinétique) ou parce qu’il est en hauteur (énergie potentielle). Ces deux formes se transforment l’une en l’autre. Plus un véhicule va vite, plus son énergie est grande et plus les chocs sont graves.
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Étapes résumées
Énergie cinétique : liée à la vitesse ; elle augmente avec la masse et surtout avec la vitesse.
Énergie potentielle : liée à la hauteur ; elle augmente avec la masse et l’altitude.
Énergie mécanique = énergie cinétique + énergie potentielle ; les deux s’échangent.
Conséquences : utilisation (moulins, barrages) et dangers (chocs, chutes) ; d’où la prudence sur la route.
Situation problème
Aux chutes de la Lobé près de Kribi, la classe de 6e observe l’eau qui tombe directement dans la mer avec une grande force. Sur le chemin du retour, le chauffeur ralentit devant une école : un panneau limite la vitesse à 30 km/h. Ernest demande pourquoi on oblige les conducteurs de moto-taxi à porter un casque et à rouler moins vite en ville.
Consignes :
Relève les questions posées.
D’où vient la force de l’eau qui tombe ?
Pourquoi un accident est-il plus grave à grande vitesse ?
le problèmeje réfléchisla sécurité routière
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Compétence visée
Utiliser l’énergie mécanique et prévenir les dangers liés aux mouvements rapides et aux chutes.
Objectifs de la leçon
Définir l’énergie mécanique, cinétique et potentielle.
Décrire les transformations entre énergie cinétique et énergie potentielle.
Expliquer les conséquences de l’énergie mécanique et les règles de prudence.
L’énergie mécanique
1. Énergie mécanique
énergie que possède un corps du fait de son mouvement et de sa position. Elle est la somme de deux énergies : l’énergie cinétique (Ec) et l’énergie potentielle de pesanteur (Ep) : Em = Ec + Ep.
Deux formes d’énergie mécanique
Énergie cinétique
Tout corps en mouvement en possède. Elle est plus grande si le corps est lourd et surtout s’il va vite. Ex. : camion lancé, ballon frappé, vent.
≠
Énergie potentielle
Tout corps en hauteur en possède. Elle est plus grande si le corps est lourd et haut. Ex. : eau d’un barrage, mangue sur l’arbre, pierre sur une falaise.
l’objectifl’énergie (ATP)le lancer
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Activité 1 : le ballon lancé vers le haut
Un joueur lance un ballon vers le haut. Le document 1 indique les énergies du ballon à trois moments.
Document 1 : énergies cinétique (rouge) et potentielle (bleu) du ballon.
Où le ballon va-t-il le plus vite ? Où est-il le plus haut ?
Que devient l’énergie cinétique quand le ballon monte ?
Ce qu’il faut comprendre : au départ, le ballon va vite : son énergie est surtout cinétique. En montant, il ralentit et gagne de la hauteur : l’énergie cinétique se transforme en énergie potentielle, maximale au sommet. En redescendant, c’est l’inverse. L’énergie mécanique se conserve presque (une partie est perdue en chaleur par les frottements de l’air).
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Utiliser l’énergie mécanique
Des exemples utiles
Barrages
L’eau en hauteur (Ep) tombe, fait tourner les turbines et produit l’électricité.
Vent
L’énergie cinétique du vent fait tourner les éoliennes et pousse les pirogues à voile.
Moulins
La chute d’eau fait tourner les roues des moulins à grains.
Outils
Le pilon qui tombe dans le mortier écrase le manioc grâce à son énergie.
la rouel’énergie du ventle vent
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Conséquences : les dangers de l’énergie mécanique
Activité 2 : vitesse et distance d’arrêt
Le document 2 donne la distance nécessaire pour s’arrêter à différentes vitesses (temps de réaction + freinage).
Document 2 : distance d’arrêt d’un véhicule selon sa vitesse.
Quelle distance faut-il pour s’arrêter à 50 km/h ? À 90 km/h ?
Pourquoi limite-t-on la vitesse à 30 km/h devant les écoles ?
Ce qu’il faut comprendre : plus la vitesse est grande, plus l’énergie cinétique est grande : il faut une distance beaucoup plus longue pour s’arrêter et le choc est beaucoup plus violent. À 30 km/h, un conducteur peut s’arrêter à temps devant un enfant qui traverse.
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Règles de prudence
Moto-taxi : porter un casque attaché, ne pas monter à plus de deux, respecter les limitations de vitesse.
En voiture : attacher sa ceinture de sécurité, même à l’arrière.
Ne pas grimper aux arbres fragiles ni jouer au bord des ravins : une chute de haut est grave.
Ne rien jeter depuis un étage ou un pont : un objet qui tombe gagne de l’énergie et peut blesser.
Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
L’énergie mécanique d’un corps est due à son mouvement et à sa position : Em = Ec + Ep.
L’énergie cinétique augmente avec la masse et surtout la vitesse.
L’énergie potentielle augmente avec la masse et la hauteur.
Énergie cinétique et énergie potentielle se transforment l’une en l’autre.
Plus la vitesse est grande, plus la distance d’arrêt et la gravité des chocs augmentent.
je retiensl’oscilloscopela masse
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Vocabulaire à connaître
Énergie cinétiqueénergie d’un corps due à son mouvement.Énergie potentielleénergie d’un corps due à sa hauteur.Énergie mécaniquesomme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle.Distance d’arrêtdistance parcourue entre le danger vu et l’arrêt.Frottementrésistance qui freine un mouvement et produit de la chaleur.
Je m’évalue
1. Quelle énergie possède une mangue accrochée à l’arbre ?
2. Quelle énergie augmente quand une moto accélère ?
3. Quelle transformation se produit dans une chute d’eau ?
4. Donne deux règles de sécurité pour les passagers de moto.
Réponses : énergie potentielle · l’énergie cinétique · potentielle → cinétique · casque attaché, vitesse modérée. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
la tiquele virusle geste volontaire
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Erreurs fréquentes
Croire qu’un corps immobile n’a jamais d’énergie : en hauteur, il a de l’énergie potentielle.
Penser que doubler la vitesse double seulement le danger : l’énergie du choc est multipliée par 4.
Confondre énergie cinétique (vitesse) et potentielle (hauteur).
Méthode
Pour décrire les transformations d’énergie d’un corps en mouvement : repère quand il va le plus vite (Ec maximale) et quand il est le plus haut (Ep maximale), puis dis dans quel sens se fait la transformation entre ces moments.
Activité d’intégration
Au carrefour de l’école publique de Mvog-Ada, les motos-taxis passent très vite et un élève a été renversé la semaine dernière. Le chef d’établissement veut sensibiliser les conducteurs et les élèves.
Explique pourquoi un choc à grande vitesse est plus grave.
Utilise le document 2 pour montrer l’intérêt de rouler à 30 km/h près de l’école.
Rédige trois conseils pour les conducteurs et trois pour les élèves.