Comment évolue l'énergie d'une balle pendant une chute libre ?

Yasmine et Gabriel sont sur un balcon. Gabriel s’apprête à lâcher une balle de tennis. Il pense que sa balle va perdre de l’énergie. Yasmine croit plutôt qu’elle va gagner de l’énergie !

Doc. 1

Balle de tennis sur terre battue.

Une chute libre : mouvement au cours duquel le mobile étudié n’est soumis qu’à son poids.
L’énergie de position : énergie proportionnelle à l’altitude d’un système.

• J’ai réalisé une vidéo d’un système en mouvement.
• J’ai utilisé un logiciel de traitement vidéo pour obtenir des informations sur un système.
• J’ai trouvé comment la variation de l’énergie cinétique et celle de l’énergie de position pendant la chute sont reliées l’une à l’autre.

Exercice 1

Formulation d'une hypothèse

1

D’après toi, pendant sa chute, l’énergie de la balle va-t-elle augmenter, diminuer ou rester identique ?



Expérimentation

2

Protocole : Élabore un protocole expérimental utilisant l’acquisition et le traitement vidéo afin d’obtenir la chronophotographie de la balle au cours d’une chute libre.

3

Mesures : Après accord du professeur, mets en oeuvre ton protocole d’expérience.



Analyse des résultats

4

Comment évolue la vitesse de la balle au cours de la chute ? Justifie avec les données expérimentales.

5

Comment évolue l’énergie cinétique de la balle au cours de la chute ? Justifie ta réponse.

6

Détermine comment évolue l’énergie de position au cours de la chute de la balle.

7

Indique si tes résultats valident ou non ton hypothèse.



Conclusion

8

Que peut-on affirmer concernant l’énergie totale de la balle, si l’on considère qu’au cours de sa chute, elle ne transfère d’énergie à aucun autre réservoir ?

9

Comment cela se traduit-il pour les énergies liées à son altitude et sa vitesse ?