D'après la sécurité routière, "sans ceinture de sécurité, le choc d'une voiture roulant à 50 km/h équivaut à une chute du 4ème étage (soit une hauteur de 10 mètres)."
Pour faire l'activité à la maison, demander les fichiers vidéo au professeur et téléchargez la version gratuite du logiciel Avistep à l'adresse suivante : https://mcpd.pagesperso-orange.fr/Avistep/Avistep.html
1) Mettre en œuvre le protocole du document 2. Comment évoluent, au cours de la chute, l'énergie potentielle de position et l'énergie cinétique de chaque boule ?
2) Lorsqu'un objet est en chute libre, toute son énergie potentielle de position est convertie en énergie cinétique. En déduire la relation entre l'énergie cinétique finale et l'énergie potentielle de position initiale de chaque boule.
3) Un choc à 50 km/h est-il équivalent à une chute du 4ème étage ?
Au cours de la chute d'un objet, quelles sont les conversions d'énergie qui s'opèrent ?
Question⚓
2) Lorsqu'un objet est en chute libre, toute son énergie potentielle de position est convertie en énergie cinétique. En déduire la relation entre l'énergie cinétique finale et l'énergie potentielle de position initiale de chaque boule.
Question⚓
3) Un choc à 50 km/h est-il équivalent à une chute du 4ème étage ?
Solution⚓
Calcul de l'énergie cinétique d'une voiture roulant à 50km/h :
Je sais que \(E_c=\frac{1}{2}*m*v^2\) avec Ec l'énergie cinétique en Joules, m la masse en kg et v la vitesse en m/s.
A 50 km/h, l'énergie cinétique d'une voiture en mouvement vaut :
\(v=50km/h=\frac{50000}{3600}=13,9 m/s\)
\(E_c=\frac{1}{2}*m*13.9^2=96m\)
L'énergie cinétique d'une voiture roulant à 50 km/h est égale à presque 100 fois sa masse en Joules.
Calcul de l'énergie potentielle de position d'une voiture qui tomberait du 4ème étage :
Je sais que \(E_p=m*g*h\) avec Ep l'énergie potentielle de position en Joules, m la masse en kg et h la hauteur de la chute en mètres.
D'après le document 1, une chute du 4ème étage équivaut à une chute d'une hauteur de 10 mètres.
g=9,8 N/kg
Donc Ep=m x 9,8 x 10 = 98 m
L'énergie potentielle de position d'un objet qui chute de 10 mètres de haut correspond à presque 100 fois sa masse.
Donc oui, un choc à 50 km/h est équivalent à une chute du 4ème étage.