Energie et mouvement d'un système mécanique, concours TSEEAC 2022.

Energie et mouvement d'un système mécanique.
Un objet de masse m = 100 g est lâché d'une hauteur h = 1,00 m sans vitesse initiale de la surface d'un plan d'eau. Il atteint l'eau au bout de 0,45 s. Une fois immergé, l'objet continue de descendre pendant 0,60 s avant de s'arrêter et de commencer à remonter. Pendant le mouvement la valeur de la vitesse de l'objet évolue de la façon suivante.

Q25. En considérant que l'objet n'est soumis qu'à son poids avant d'atteindre la surface de l'eau, son énergie cinétique maximale est comprise entre :
A. 0,6 et 6 J vrai ; B. 6 J et 60 J. C.60 J et 600 J. D. 600 J et 6 kJ.
Energie mécanique initiale ( sous forme potentielle ) : mgh = 0,100 x 10 x1 =1 J)
Energie mécanique finale ( sous forme cinétique) :½m v²= 1 J.

Q26. Dans ces conditions, la vitesse maximale est comprise entre
A. 1 et 3 m /s ; B.3 et 10 m /s vrai . C.10 et 30 m /s. D. 30 et 100 m /s.
v² = 2 / 0,1 = 20 ; v ~4,5 m/s.

Q27. L'objet immergé est soumis à son poids et à la poussée d'Archimède verticale vers le haut. La valeur de la force totale subie par l'objet dans l'eau est :
A. m Dt / v_max avec Dt = 0,60 s.
B. m v_max/Dt avec Dt = 0,60 s. Vrai.
C. m Dt / v_max avec Dt = 1,05 s.
D. m v_max/Dt avec Dt = 1,05 s.
Accélération : dv / dt ~ v _max / Dt avec Dt = 1,05-0,45 = 0,60 s.
Force totale : m v _max / Dt.

Q28. La valeur de la poussée d'Archimède est alors comprise entre :
A. 0,03 et 1 N.
B. 1 et 30 N. Vrai
C. 30 N et 1 kN
D. 1 kN et 30 kN.

Force totale : m v _max / Dt = 0,1 x 4,5 / 0,6 =4,5 / 6 =0,75 N, orientée vers le haut.
Poids : 0,1 x10 = 1 N orienté vers le bas
Force totale = poussée - poids.
Poussée = 1 +0,75 = 1,75 N.