Le 12 novembre 2014, pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, un robot dirigé à distance par les humains se posait sur une comète.
Comment a évolué l'énergie de ce robot lors de sa descente sur la comète ?
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Documents⚓
Complément : DOCUMENT 1 - L'énergie potentielle (liée à la position)
Tout objet qui a une altitude possède une énergie potentielle \(E_p\) liée à l'altitude. Plus l'altitude est grande, plus l'énergie potentielle est grande. Au sol, l'énergie potentielle d'un objet est nulle.
Complément : DOCUMENT 2 - L'énergie cinétique
L'énergie cinétique \(E_c\) dépend de la masse \(m\) de l'objet et de sa vitesse \(v\) :
avec \(E_c\) en joule (J), \(m\) en kilogramme (kg) et \(v\) en mètre par seconde (m/s).
Lors d'une chute, de l'énergie potentielle se convertit en énergie cinétique et la somme \(E_c + E_p\) se conserve en l'absence de frottements.
Complément : DOCUMENT 3 - Caractéristiques du robot Philae
volume : \(1\,\mathrm{m^3}\) ;
masse : \(100\,\mathrm{kg}\) ;
vitesse moyenne au cours de la chute : \(2,8\,\mathrm{km/h}\) ;
vitesse maximale juste avant l'atterissage : \(3,6\,\mathrm{km/h}\).
Complément : DOCUMENT 4 - Descente de Philae vers la comète Tchouri
Le 12 novembre 2014 à 9h35, Philae est largué de la sonde Rosetta, située 20 km au-dessus de la comète Tchouri.
Questions⚓
Question⚓
Q1. Comment évoluent l'altitude et la vitesse de Philae au cours de sa chute ?
Question⚓
Q2. Comment évoluent l'énergie cinétique et l'énergie potentielle de Philae au cours de la chute ?
Question⚓
Q3. Sur le graphique ci-contre, l'énergie potentielle, l'énergie cinétique et la somme de ces deux énergies ont été représentées en début et en fin de chute.
Associer les différentes formes d'énergie aux barres numérotées sur les graphiques et justifier.
Question⚓
Q4. Calculer l'énergie cinétique de Philae lorsque le robot a atteint sa vitesse maximale (à l'atterrissage).
Question⚓
Q5. Estimer la valeur de l'énergie potentielle de Philae quand celui-ci a quitté Rosetta