Travail d'une force et énergie mécanique

Prépare-toi à progresser en Physique-chimie avec ces exercices niveau Terminale : "Travail d'une force et énergie mécanique". Conçu pour renforcer les notions clés vues en cours, cet entraînement te permet de t’exercer à ton rythme. Idéal pour réviser efficacement et gagner en confiance. À toi de jouer !

On considère le système constitué d’un solide de masse posé sur un banc à coussin d’air horizontal et attaché à un ressort de raideur $k$. La position du centre d’inertie $M$ de la masse est repéré sur l’axe $(Ox)$ dont l’origine $O$ correspond à la position de $M$ lorsque le système est à l’équilibre. On appelle $\overrightarrow u$ le vecteur unitaire dirigé dans le sens positif de l’axe $(Ox)$.
Une personne exerce une force $\overrightarrow F_p$ sur le solide et le déplace de sa position d’origine $x=0$.

Donnez l’expression du travail élémentaire $dW$ de la force $\overrightarrow F_p$ exercée sur le solide au cours du déplacement élémentaire $\overrightarrow {dl}$.

Un joueur de tennis tape dans une balle de masse $m=55\ \text{g}$ à une hauteur $h=1,0\ \text{m}$ du sol, en lui donnant une vitesse initiale $v_0=12\ \text{m}\cdot \text{s}^{-1}$ inclinée d’un angle $\alpha=45\degree$ par rapport à l’horizontale.

Sachant l’accélération de la pesanteur $g=9,81\ \text{m}\cdot \text{s}^{-2}$, calculez l’énergie mécanique initiale.

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