Utiliser "." (et non pas ",") pour la décimale.

Transformations d'énergie

Utiliser "e" pour les puissances de 10, par exemple 40e6 pour 40 · 106

Les réponses peuvent être données sous forme de calculs, utiliser * pour la multiplication, / pour la division.

Arrondir g à 10 N·kg-1

Pouvoir énergétique et masse volumique de quelques combustibles
Combustible H [J · kg-1] ρ [kg · m-3]
Butane 46 · 106 601
Essence 45 · 106 725
Éthanol 27 · 106 790
Mazout 42 · 106 840
Méthane 50 · 106 446
Pétrole lampant 40 · 106 800
Propane 50 · 106 581
Stéarine (bougie) 34 · 106 862

Réchaud à gaz
On a brûlé 26.08 g de propane pour augmenter la température de 2 l d'eau de 20 à 98 °C.

1. Calculer la quantité d'énergie prise par l'eau (ceau = 4180 J·kg-1·°C-1; ρeau = 1000 kg·m-3):
Réponse: J.

2. Calculer la quantité d'énergie libérée par la combustion du propane:
Réponse: J.

3. Calculer le rendement de la transformation d'énergie chimique en énergie thermique:
Réponse: %.


Camping-gaz
Calculer l'augmentation de température lorsqu'on utilise 5 g de butane pour chauffer 450 ml d'eau avec un camping-gaz possédant un rendement de 60%.

Réponse: °C.

Autocar
Calculer l'énergie cinétique d'un autocar de 25 tonnes roulant à 100 km/h.

Réponse: J.

Voiture
Calculer la vitesse d'une voiture de 1500 kg possédant une énergie cinétique de 300'000 J.

Réponse: km·h-1.

Ascension
figure
Calculer l'énergie potentielle de pesanteur acquise par 1 l d'eau (ρeau = 1000 kg·m-3) qu'on a porté de Zermatt, à l'altitude de 1620 m, au sommet du Cervin, à 4478 m d'altitude.

Réponse: J.


Air Zermatt
figure
Quelle est l'augmentation d'altitude de l'hélicoptère d'Air Zermatt, qui possède une masse de 3000 kg, lorsqu'il a acquis une énergie potentielle de pesanteur de 1.5·107 J ?

Réponse: m.


Piste de ski
figure
Tiffany fait du ski à Zermatt. À un moment, la piste de ski présente une bosse qui fait remonter l'altitude de tiffany de 7 m. Calculer sa vitesse minimum au point A pour qu'elle puisse atteindre le sommet de la bosse (B) avec une vitesse de 5 km·h-1.

Réponse: km·h-1.


Caddie
figure
Arnaud pousse un caddie avec ses courses d'une masse totale de 32 kg sur une pente montante de 50 m formant un angle de 5° avec l'horizontale. Calculer l'énergie qu'il devra fournir pour cela.

Réponse: J.


Bip bip et le coyote 1
figure
Le coyote espère attraper Bip bip grâce à un ressort possédant une dureté de 6'500 N·m-1 comprimé de 1.2 m. Quelle vitesse maximum peut-il atteindre sachant que sa masse vaut 15 kg ?

Réponse: km·h-1.


Bip bip et le coyote 2
figure
Le coyote espère attraper Bip bip grâce à ses nouvelles baskets à moteur dont le rendement vaut 10%. Le réservoir de chacune des baskets contient 4 ml d'essence. Quelle vitesse maximum peut-il espérer atteindre sachant que sa masse vaut 15 kg ?

Réponse: km·h-1.


Bip bip et le coyote 3
figure
Le coyote espère attraper Bip bip grâce à un pendule formé d'une corde de 4 m de longueur attachée à un rocher possédant un masse de 145 kg (le coyote est plus fort qu'on ne croit !). Au moment de lâcher le rocher, la corde forme un angle de 60° avec la verticale. Calculer l'énergie acquise par le rocher lorsque la corde sera verticale.

Réponse: J.


Bip bip et le coyote 4
figure
Le coyote espère attraper Bip bip à ski avec un ancêtre du canon à neige, bricolé à partir d'un congélateur, d'une machine à glace et d'un hachoir à viande. Quelle vitesse peut-il atteindre après 200 m de descente sur une pente à 43.64% ? (malheureusement nous ne sommes plus en mesure de connaître la masse du coyote)

Réponse: km·h-1.



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Yvan Fracheboud, 2020

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