Mécanique

Choc inélastique

Observez l'énergie cinétique diminuer tandis que les billes rebondissent à peine.

Choc inélastique — simulation interactive de Mécanique. Observez l'énergie cinétique diminuer tandis que les billes rebondissent à peine. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Chocs inélastiques

Dans un choc inélastique, l'énergie cinétique n'est pas conservée. Les objets peuvent rester collés ou repartir plus lentement que dans un cas élastique.

La quantité de mouvement se conserve encore si les forces extérieures sont négligeables, mais une partie de l'énergie cinétique devient énergie interne (déformation, chaleur). Un faible coefficient de restitution rend le choc visiblement « collant ».

• Moment total Σp_before = Σp_after (conservé)
• Énergie cinétique KE_after < KE_before

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Une balle en mouvement s'écrase sur une balle stationnaire plus lourde et ils repartent ensemble. La quantité de mouvement est-il conservé même si l'énergie cinétique est perdue ?

Des pronostics à peser

• La quantité de mouvement et l'énergie cinétique sont conservés
• La quantité de mouvement est conservé, mais l'énergie cinétique ne l'est pas
• Ni la quantité de mouvement ni l'énergie cinétique ne sont conservés

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• Masse de la boule A m₁ (kg)
• Masse de la boule B m₂ (kg)
• Vitesse initiale de la balle A v₁ (m/s)

Ce que vous mesurez  :

• Moment initial p = m₁v₁ (kg·m/s)
• Vitesse combinée après collision (m/s)

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez la simulation de collision inélastique et appuyez sur Réinitialiser.
2. Activer les sondes KE sur la bille A et la bille B.
3. Définissez la vitesse initiale de la balle A pour chaque essai ci-dessous, appuyez sur Lecture et enregistrez la vitesse partagée à laquelle les deux balles se déplacent juste après leur collision.

Équation gouvernante

Élan — p = m·v

La quantité conservée dans chaque collision, y compris celle-ci. La balle B démarre au repos, donc la quantité de mouvement total du système avant l'impact n'est que la quantité de mouvement m₁v₁ de la balle A.

Énergie cinétique — KE = ½·m·v²

Contrairement à la quantité de mouvement, l'énergie cinétique n'est pas conservée lors d'une collision inélastique  : la comparaison du KE total avant et après la collision montre la quantité d'énergie perdue à cause de la déformation et de la chaleur.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

• Montrez votre travail de calcul de la quantité de mouvement initial p = m₁v₁ pour un essai et comparez-le à la lecture de la simulation lors du même essai.
• En utilisant la masse totale (m₁ + m₂) et la conservation de la quantité de mouvement, prédisez la vitesse finale et comparez-la à votre valeur enregistrée. À quel point le match est-il serré ?

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• Calculez l'énergie cinétique juste avant la collision et juste après (en utilisant la vitesse finale et la masse totale combinées). Où est passée l’énergie cinétique manquante ?
• Cette collision n'est pas parfaitement inélastique (restitution ≈ 0.05, pas exactement 0). Vous attendriez-vous à ce que la vitesse finale réelle soit légèrement supérieure ou inférieure à la prédiction idéale ? Expliquer.

• AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
• AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
• IB Physics — A.3 Work, energy and power
• General High School Physics — Work, energy & power
• NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
• Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
• Middle School Physical Science — Kinetic energy

1. Bienvenue au choc inélastique
2. Appuyez sur Lecture
3. Sélectionnez la bille
4. Énergie perdue
5. Ouvrez les données
6. Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Conservation de la quantité de mouvement