ENSEIGNER
jeudi 21 septembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Travail mécanique et énergie 1S
  -  _ (Anciens programmes)  -  Physique

Activité 2: Utilisation du modèle de l'énergie

 

A partir de maintenant, il est conseillé de se référer au modèle de l'énergie.

On représente la situation étudiée dans l'activité 1 lorsque la vitesse de l’objet augmente . Une chaîne énergétique possible est la suivante, laissée incomplète. Référez-vous au modèle de l’énergie pour répondre aux questions.

1. Compléter la chaîne en indiquant sous chaque rectangle le nom de chacun des systèmes (réservoirs ou transformateur) et en précisant les modes de chacun des transferts d’énergie.

2. Pour chacun des systèmes représentés, précisez comment varie l’énergie stockée (au cours de la première phase).

3 a) Selon vous, quel événement néglige-t-on au sujet de la situation si on ne représente pas le transfert thermique 7 ? Même question pour les transferts 6 et 4.

b) Indiquer un moyen de diminuer la quantité d’énergie transférée :

- par le transfert 3 ;

- par le transfert 5.

Exercices

Se référer au paragraphe “ le transfert par mode travail ” du modèle de l’énergie pour répondre.

1. Décrire l’interaction en jeu pour les transferts par mode travail n ° 2 et 3 :

            - en nommant les deux systèmes qui interagissent ;

            - en représentant sur un schéma les forces représentant cette interactions et en les nommant.

Indication : pour le transfert 2, on considérera que le fil fait partie du moteur.

2. Qu’est-ce qui est en mouvement dans le transfert 1 ?


But: Utilisation du modèle de l'énergie

 Le but de cette activité est de familiariser les élèves avec le modèle énergétique et de bien analyser la situation de l'activité 1 grâce à la chaîne énergétique et aux question posées.

Comportement des élèves: Utilisation du modèle de l'énergie

Pour la question b. un bon nombre d’élèves disent que l’énergie stockée par la pile ne varie pas parce qu’elle va au moteur et revient à la pile (par les fils électriques). On peut alors montrer à un tel élève que cette affirmation n’est pas cohérente avec la réponse de la question b. de l’activité 1 (la pile s’use). Pour expliquer cette incohérence, l’élève doit comprendre qu’il a confondu énergie et courant électrique. La question posée dans cette activité aide donc l’élève à distinguer le point de vue énergétique et le point de vue électrique.

Corrigé: Utilisation du modèle de l'énergie

a.

b. L’énergie stockée par la pile diminue.
L’énergie stockée par l’objet tiré augmente.
L’énergie stockée par l’environnement augmente.

c. Transfert 7 :
Le passage du courant à travers la pile s’accompagne d’une (très faible) élévation de température de la pile. Le transfert 7 correspond au fait que la température de la pile est plus élevée que celle de l’environnement. Ne pas le représenter revient à négliger cet échauffement.

Transfert 6 :
Le passage du courant dans les fils électriques du moteur et les frottements sur son axe de rotation en mouvement provoquent l’échauffement du moteur. Le transfert 6 correspond au fait que la température du moteur est plus élevée que celle de l’environnement. Ne pas le représenter revient à négliger cet échauffement

Transfert 4 :
Le frottement de l’objet sur la table provoque lui aussi une élévation (minime) de la température de l’objet et le transfert 4 correspond au fait que la température de l’objet est plus élevée que celle de l’environnement. Ne pas le représenter revient à négliger cet échauffement.

d. Transfert 3 :
Un moyen de diminuer la quantité d’énergie transférée par le transfert 3 est de réduire les frottements entre l’objet et l’environnement, par exemple en utilisant un objet qui glisse bien sur la table.
Remarque : l’énergie transférée par le transfert 3 sera alors aussi diminuée.

Transfert 5 :
Un moyen de réduire la quantité d’énergie transféré par le transfert 5 est par exemple de réduire les frottements qui se produisent sur l’axe de rotation du moteur, par exemple avec l’utilisation d’un lubrifiant.