Travail et Énergie - Feuille de travail / test papier

Quiz Physique : Travail et Énergie

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Répondez aux questions suivantes basées sur le travail et l'énergie.

1. Par définition, le travail est effectué quand une_______ de déplace par une distance.
• pressure
• force
• mass

Réponse: force

Par définition, le Travail est dit d'être effectué lorsque la force provoque un déplacement dans sa propre direction.
Ainsi, Travail = Force × Distance.
Si la force est en Newtons (N) et la distance en mètres (m), alors le travail est en Joules (J).

2. Un carton est tiré sur le sol pour une distance de 7 m. Si la la force de frottement moyenne est 39 N, alors le travail effectué est
• 7 J
• 273 J
• 39 J
• 1911 J

Réponse: 273 J

Donné : Travail = Force × Distance
Travail = 39 N × 7 m = 273 J
Noter : 1 J = 1 Nm [derivé de la formule: Travail (J ou Nm) = Force (N) × Distance (m)].

3. Une masse de 60 kg est déplacé verticalement vers le haut par une distance de 2 m. Si l'accélération de la pesanteur est 9,8 m s^-2, le travail fait contre la pesanteur est
• 1176 J
• 120 J
• 19,6 J
• 588 J

Réponse: 1176 J

Force = Masse × Accélération = 60 kg × 9,8 m s^-2 = 588 N.
Travail = Force × Distance = 588 N × 2 m = 1176 J.
Noter : 1 J = 1 Nm [derivé de la formule: Travail (J ou Nm) = Force (N) × Distance (m)].

4. _______ est la capacité de faire du travail.
• Force
• Pression
• Énergie

Réponse: Énergie

La capacité de faire du travail est connue comme l'énergie.

5. 'L'énergie ne peut être ni créée ni détruite' est une déclaration de la
• Loi de Consevation des Charges Électriques
• Loi de Consevation de l'Énergie

Réponse: Loi de Consevation de l'Énergie

La Loi de Conservation de l'Énergie déclare que la somme de l'énergie totale dans l'univers est une quantité constante.
L'énergie ne peut être ni créée ni détruite. Cependant, l'énergie ne peut qu'être convertie d'une forme à une autre.

6. Quand un courant est fourni par une batterie, l'énergie _______ est convertie en énergie électrique.
• chimique
• mécanique
• nucléaire

Réponse: chimique

L'énergie chimique est convertie en énergie électrique lorsque un courant est fourni par une batterie.

7. Une masse de kg est soulevée par une distance verticale de 40 m. Si l'accélération gravitationnelle est 9,8 m s^-2, alors l'énergie potentielle gagnée par la masse est
• 280 J
• 2744 J
• 392 J
• 68,6 J

Réponse: 2744 J

Donné : Énergie Potentielle = m g h
où m est la masse, g est l'accélération gravitationnelle, et h est la hauteur.
Énergie Potentielle gagnée = m g (changement en hauteur) = 7 kg × 9,8 m s^-2 × 40 m = 2744 J.

8. L'énergie possédée par un corps en raison de sa position ou sa configuration est appelée l'énergie _______.
• cinétique
• sonore
• potentielle
• thermique

Réponse: potentielle

L'énergie possédée par un corps en raison de sa position ou sa configuration est appelée l'énergie potentielle.
L'énergie acquise par un corps en raison de sa motion est appelée l'énergie cinétique.

9. L'énergie acquise par un corps en raison de sa motion est appelée l'énergie potentielle.
• Vrai
• Faux

Réponse: Faux

L'énergie acquise par un corps en raison de sa motion est appelée l'énergie cinétique.
L'énergie possédée par un corps en raison de sa position ou sa configuration est appelée l'énergie potentielle.

10. L'énergie cinétique d'un corps en mouvement égale le produit de la moitié de sa masse et le carré de sa _______
• accélération
• distance
• vélocité

Réponse: vélocité

Énergie Cinétique = ½ m v²
où m est la masse du corps et v est sa vélocité.
L'Énergie Cinétique (ou énergie acquise par un corps en mouvement) égale le produit de la moitié de la masse du corps et le carré de la vélocité.

11. Le travail et la chaleur les deux sont measurés en Joules.
• Vrai
• Faux

Réponse: Vrai

Le travail, l'énergie et la chaleur sont tous mesurés en Joules (J).
Noter que le travail effectué sur un corps résulte en une modification de son énergie, et la chaleur est tout simplement l'énergie thermique.

12. La puissance est le rythme de faire du travail.
• Vrai
• Faux

Réponse: Vrai

La Puissance est définie comme le rythme de faire du travail. Donc, Puissance = Travail / Temps.
Si le travail est en Joules (J) et le temps en secondes (s), alors la puissance est en Watts (W).

13. L'unité SI de la puissance est
• Watt
• Joule
• Volt

Réponse: Watt

L'unité SI de la puissance est Watt, désigné par le symbole W.

14. Les pertes d'énergie d'une machine sont dissipées essentiellement comme l'énergie sonore.
• Vrai
• Faux

Réponse: Faux

Les pertes d'énergie d'une machine sont dissipées essentiellement comme la chaleur (énergie thermique).

15. Si il n'y a pas de frottement, l'efficacité d'une machine peut être plus que 100 %.
• Vrai
• Faux

Réponse: Faux

Efficacité d'une machine = Travail de Sortie / Travail d'Entrée × 100 %.

S'il n'y a pas de frottement, alors tout le travail d'entrée apparaît comme un travail de sortie utile.

Ainsi, l'efficacité maximum que toute machine peut avoir est 100%.

16. Si un moteur fait 375 J de travail en 5 secondes, sa puissance moyenne est
• 1875 W
• 75 W
• 380 W
• 370 W

Réponse: 75 W

La puissance est définie comme le rythme de faire du travail. Donc, Puissance = Travail / Temps.
Puissance moyenne = Travail total / Temps total = 375 J / 5 s = 75 W.
Noter : Le symbole W représente Watt, qui est l'unité SI de puissance.

17. Le quantité maximum de travail qui peut être fait par une machine de 90 kW en 6 secondes est
• 15 J
• 540 J
• 15 kJ
• 540 kJ

Réponse: 540 kJ

La puissance est définie comme le rythme de faire du travail. Donc, Puissance = Travail / Temps.
Travail = Puissance × Temps = 90 kW × 6 s = 540 kJ.
L'unité SI de travail est Joule (J) et 1 kJ = 1000 J.
L'unité SI de puissance est Watt (W) et 1 kW = 1000 W.

18. L'efficacité d'une machine égale
• Travail d'Entrée / Travail de Sortie × 100 %
• Travail d'Entrée / (Travail d'Entrée + Travail de Sortie) × 100 %
• Travail de Sortie / Travail d'Entrée × 100 %
• Travail de Sortie / (Travail d'Entrée + Travail de Sortie) × 100 %

Réponse: Travail de Sortie / Travail d'Entrée × 100 %

L'efficacité d'une machine est définie comme le ratio du travail de sortie au travail d'entrée (exprimé en pourcentage).

C'est-à-dire, la quantité utile de travail produite par la machine et est la quantité de travail (énergie) utilisée par la machine.

19. Une machine qui produit 102 J de travail en utilisant 120 J d'énergie a une efficacité de
• 15 %
• 85 %
• 17 J
• 18 J

Réponse: 85 %

Efficacité d'une machine = Travail de Sortie / Travail d'Entrée × 100 %
Efficacité = 102 J / 120 J × 100 % = 85 %.
Noter : L'efficacité d'une machine est exprimée toujours en pourcentage.
L'efficacité maximum que toute machine peut avoir est 100%.

20. Un corps perd 98 J d'énergie potentiel en tombant par 5 m. Si l'accélération de la pesanteur est 9,8 m s^-2, alors le corps a une masse de
• 10 kg
• 49 kg
• 20 kg
• 2 kg

Réponse: 2 kg

Donné : Énergie Potentielle = m g h
où m est la masse, g est l'accélération de la pesanteur, et h est la hauteur.
Changement (perte) en Énergie Potentiel = m g (changement en hauteur).
Donc, masse d'un corps = 98 J / (9,8 m s^-2 × 5 m) = 2 J.

21. Un corps perd 4410 J d'énergie potentiel en tombant par 90 m. Si l'accélération de la pesanteur est 9,8 m s^-2, alors le corps a une masse de
• 450 kg
• 5 kg
• 882 kg
• 49 kg

Réponse: 5 kg

22. Un galet tombe du haut d'une falaise de hauteur 60 m. L'énergie cinétique du galet égale deux fois son énergie potentielle à une distance de _______ au-dessus du niveau de la mer.
• 15 m
• 30 m
• 45 m
• 20 m

Réponse: 20 m

Énergie Cinétique (EC) = ½ m v² et Énergie Potentielle (EP) = m g h
où m est la masse du corps, v est la vélocité, g est l'accélération de la pesanteur, et h est la hauteur.
À h m au-dessus du niveau de la mer, EC = 2 EP ou ½ m v² = 2 m g h
Aussi, la loi de la conservation de l'énergie donne
(EC + EP) au sommet de la falaise = (EC + EP) à h m au-dessus du niveau de la mer.
Puisque EC = 0 au sommet de la falaise, m g (60) = ½ m v² + m g h
Éliminant ½ m v² des deux équations donne m g (60) = 3 m g h
Ainsi, h = 20 m.

23. Un garçon lance une balle verticalement vers le haut du niveau du sol. Si la balle atteint une hauteur maximum de 250 m et l'accélération de la pesanteur est 9,8 m/s², à quelle vitesse le garçon lance-t-il la balle?
• 10 m/s
• 35 m/s
• 70 m/s
• 50 m/s

Réponse: 70 m/s

Énergie Cinétique (EC) = ½ m v² et Énergie Potentielle (EP) = m g h
où m est la masse du corps, v est la vélocité, g est l'accélération de la pesanteur, et h est la hauteur.
La loi de la conservation de l'énergie donne
(EC + EP) à la hauteur maximum = (EC + EP) au niveau du sol
Puisque EC = 0 à la hauteur maximum et EP = 0 au niveau du sol, m g (250) = ½ m v²
Donc, v = (2 g h)^½ = (2 × 9,8 m/s² × 250 m)^½ = 70 m/s.

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