fiche corrigée - S. Tatulli

activité 1S THEME : COMPRENDRE/FORMES ET CONCERVATION DE L’ENERGIE FORMES ET TRANSFERTS D’ÉNERGIE D’UN SYSTÈME Observons différents systèmes et étudions les formes d’énergie associées, les conversions qui peuvent s’opérer et les transferts possibles avec le milieu extérieur Document 1 Document 2 Document 3 1) Observer (doc1) Stockage et transfert d’énergie Pour chaque photographie du document 1, choisir un système et indiquer la forme d’énergie dont il dispose puis le type de transfert d’énergie illustré par la photographie (transfert thermique, transfert par rayonnement ou transfert par des forces extérieures au système) Photo a b c d Système Soleil Cycliste + vélo Lampe Bûches Forme d’énergie Nucléaire Mécanique Chimique Électrique Chimique Mode de Transfert Transfert Transfert transfert Transfert par thermique et thermique et par thermique et par illustré par la rayonnement par forces de rayonnement rayonnement photo frottement En mécanique, on appelle système le solide ou l’ensemble de solides que l’on étudie. La forme d’énergie demandée c’est celle qui est stockée par le système le mode de transfert est la façon de le système échange de l’énergie avec le milieu extérieur 1) Analyser (doc 2) conversion d’énergie Quel mode de conversion est illustré par la photographie ? Photo e f g h convertisseur Éolienne Moteur Muscle Barrage Conversion d’énergie opérée par le système Mécanique → Électrique Électrique → Mécanique Chimique → Mécanique Mécanique → Électrique

2) Exploiter a) Sur le document 3, on choisit comme système les deux parachutistes attachés l’un à l’autre, en interaction avec la Terre. Quel est le milieu extérieur ? Système {parachutiste-­‐Terre} Le milieu extérieur est tout objet qui n’appartient pas au système, dont l’air …. b) Quelle(s) conversion(s) d’énergie s’opère(nt) lors de la chute ? Au cours de la chute, l’énergie de position, appelée énergie potentielle de pesanteur, est convertie en énergie cinétique c) Comment évolue la vitesse du système dans le référentiel terrestre ? La vitesse augmente mais les forces de frottements aussi et à un moment donné la vitesse ne varie plus (principe d’inertie) d) L’énergie de position perdue est elle totalement convertie en énergie cinétique ? Les forces de frottements du système avec l’air entraine un échauffement des combinaisons des parachutiste. Le système échange de l’énergie avec l’air extérieur du fait des forces de frottement e) Selon quel mode de transfert le système échange-­‐t-­‐il de l’énergie avec le milieu extérieur ? Le système échange de l’énergie avec le milieu extérieur selon un transfert thermique du fait des frottements. (forces extérieures au système) À RETENIR Système : c’est l’ensemble bien délimité des objets d’étude Exemple {terre-­‐parachutiste} Référentiel : C’est l’objet pris comme référence pour apprécier le mouvement ou le repos du système étudié par rapport auquel sont définies les vitesses et les trajectoires. Énergie d’un système : C'est une grandeur physique qui caractérise l'état d'un système et qui est d'une manière globale conservée au cours des transformations. L'énergie s'exprime en joules (J) Elle peut revêtir différentes formes (énergie stockables) (notées E) L’énergie totale d’un système est la somme de toutes ces formes d’énergie Les formes d’énergies stockables -­‐ énergie mécanique (Em) constituée d’énergie cinétique + énergie potentielle (énergie de position) -­‐ énergie de masse E (dont l’énergie nucléaire) -­‐ énergie chimique E -­‐ énergie thermique (lié à l’agitation moléculaire) Les modes de transferts d’énergie : Les échanges d’énergie avec l’extérieur (du système étudié) peut se faire par différents modes de transfert -­‐ transfert par des forces extérieures (au système) : travail W f ext -­‐ transfert par rayonnement W R -­‐ transfert thermique Q (ce qu’on appelle chaleur) -­‐ transfert électrique W el Principe de conservation de l’énergie Quand un système échange de l’énergie avec l’extérieur la variation d’énergie du système est égale à la différence entre l’énergie qu’il reçoit et l’énergie qu’il cède à l’extérieur Ce qui veut dire : -­‐ que l’énergie ne peut être créée ni détruite -­‐ que l’énergie ne peut être que stockée ou échangée Énergie mécanique L’énergie mécanique d’un système est la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle (énergie de position) -­‐ l’énergie cinétique : l’énergie cinétique d’un système est l’énergie liée à la vitesse des objets du système E C -­‐ l’énergie potentielle c’est une énergie liée à la position relative des objets du système quand l’un des objets du système est la Terre on parle d’énergie potentielle de pesanteur E PP