physique-chimie (terminale) · Chapitre 10 · Exercice de TD

Ressort et énergie élastique

Aspects énergétiques du mouvement · niveau 2

Énoncé

Ressort et énergie élastique.

Un solide de masse $m = 0, 40 kg$ est posé contre un ressort horizontal de raideur $k = 200 N \cdot m^{- 1}$ comprimé de $x = 8, 0 cm$ . On libère le solide sur une table horizontale sans frottement. Déterminer sa vitesse lorsqu'il quitte le ressort.

Corrigé

L'énergie potentielle élastique initialement stockée est intégralement convertie en énergie cinétique (pas de frottement, table horizontale).

$E_{p e} = \frac{1}{2} k x^{2} = \frac{1}{2} \times 200 \times (0, 080)^{2} = 0, 64 J$

Conservation de l'énergie : $\frac{1}{2} m v^{2} = E_{p e}$ , donc :

$v = \frac{2 E _{p e}}{m} = \frac{2 \times 0 , 64}{0 , 40} \approx 1, 8 m \cdot s^{- 1}$

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