Pour aller plus loin

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Bac

Match de curling

✔ REA : Mettre en œuvre un protocole

L'équipe de Tom et celle de Jasmine s'affrontent lors d'un match de curling. Le match arrive à son terme et les équipes sont ex æquo. C'est la dernière pierre de l'équipe de Jasmine. Pour gagner, il faut sortir la pierre de l'équipe de Tom de la cible. Deux balayeurs sont mobilisés devant la pierre et espèrent lui faire atteindre la cible. Lors de leur dernier lancer, l'équipe de Jasmine parvient à placer la pierre au cœur de la cible en lui impulsant une vitesse de 2,56 m·s^-1 sur la ligne de jeu.


1. Définir le système et le référentiel d'étude. Établir le bilan des forces s'appliquant sur le système et les représenter sur un schéma.

2. Sans faire de calcul, montrer que seul le travail d'une force est non nul. Identifier cette force.

3. Doc. 1 Calculer le travail de cette force s'appliquant sur le système pour le lancer de l'équipe de Jasmine.

4. Doc. 1 En déduire l'intensité de cette force.

5. Doc. 2 Quelle est l'utilité du balayage devant la pierre ?

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Le pendule de Newton

✔ RAI/MOD : Appliquer le principe de conservation de l'énergie



Le pendule de Newton est composé de cinq billes suspendues par des fils. Lorsqu'on écarte la première bille de la position d'équilibre et qu'on la lâche, elle perd de l'altitude et vient frapper la deuxième bille. Son énergie cinétique est transférée jusqu'à la dernière bille et la met en mouvement. Le système entre alors en oscillation. Chaque bille a une masse de 100 g.



1. La première bille est déplacée de sa position d'équilibre d'une hauteur h = 5,0 cm (voir schéma ci-dessus). En déduire l'énergie potentielle de pesanteur acquise par la bille. Une fois la bille lachée, quelle conversion d'énergie est mise en jeu ?

2. Déterminer la vitesse v_{1} de la première bille lorsqu'elle touche la deuxième.

3. En supposant que l'énergie cinétique se conserve intégralement, à quelle vitesse la cinquième bille quitte-t-elle la quatrième ? Justifier.

4. On peut constater que les hauteurs atteintes successivement par les billes des extrémités ont tendance à diminuer légèrement à chaque oscillation. Citer les deux causes principales pouvant expliquer ce phénomène.

5. Quelles conditions expérimentales permettraient d'augmenter le nombre total des oscillations ?

6. Le mouvement perpétuel du pendule serait-il alors envisageable ? Justifier.

• Intensité du champ de pesanteur : g = 9,81 N·kg^‑1.