Une
petite bille de masse m = 20 g supposée ponctuelle peut glisser sans frottement dans un bol de rayon R = 8,0 cm. Sa trajectoire,
lorsqu’elle est en contact avec la
cuvette est un arc de cercle situé dans un plan vertical. L’ axe vertical Oz
est orienté vers le haut ; l’origine O de l’axe est situé en haut du bol.
Son ordonnée est nulle z(0) = 0 m. La position de la bille est assimilée à un
point M qui se déplace dans le plan vertical. Son ordonnée est notée ‘z’.
L’angle entre (OM) et la verticale est noté ‘a’.
1.
Dessiner
le schéma de l’expérience.
2.
Exprimer
l’énergie potentielle de pesanteur Ep (M) de la bille au point
M en fonction de l’angle a que fait (OM)
avec la verticale.
5.
En
quel type d’énergie est transformée l’énergie potentielle de pesanteur ?
6.
Que
dire de la somme de l’énergie potentielle et cinétique de la bille au cours du
mouvement ? En déduire la valeur de l’énergie cinétique de la bille au
point M1, point le plus bas de la trajectoire de la bille.
Données :
g = 9,8 N.kg-1