Chute d'une bille, avec et sans frottement

Intermédiaire
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Énoncé

Une bille de masse est lâchée sans vitesse initiale d'une hauteur au-dessus du sol. On prendra . 1) Faire le bilan des forces en négligeant l'action de l'air, puis appliquer le théorème de l'énergie cinétique. 2) Calculer la vitesse de la bille en arrivant au sol. 3) Cette vitesse dépend-elle de la masse de la bille ? 4) On tient compte cette fois d'une force de frottement d'intensité constante . Calculer la nouvelle vitesse d'arrivée. 5) Quelle énergie les frottements ont-ils dissipée ?

Indices

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1 Indice 1
En chute libre, seul le poids travaille et son travail vaut $m\,g\,h$. Écris le théorème entre le lâcher et l'arrivée au sol, puis observe si la masse se simplifie — la question 3 s'y lit.
2 Indice 2
Avec frottement, ajoute un second travail négatif $-f\,h$ : la force s'oppose au déplacement. L'énergie dissipée de la question 5 est la valeur absolue de ce travail.

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La méthode — par où commencer

En chute libre, seul le poids travaille et son travail vaut . Écris le théorème entre le lâcher et l'arrivée au sol, puis observe si la masse se simplifie — la question 3 s'y lit.

Avec frottement, ajoute un second travail négatif : la force s'oppose au déplacement. L'énergie dissipée de la question 5 est la valeur absolue de ce travail.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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