Chapitre VI : Etude de l'énergie au cours d'un mouvement
Il y a plusieurs sortes d'énergie en mécanique.
I. Énergie cinétique
Cette énergie est due à la vitesse d'un objet.
$E_c = \frac 1 2 \times m \times v^2$
formule à connaître par cœur
Ec : énergie cinétique en J
m : masse en en kg
v : vitesse en m/s
Plus la vitesse d'un objet est grande, plus son énergie est grande.
Si on double la vitesse, l'énergie cinétique est quadruplée :
| Pour un objet de 10kg qui va à 10m/s $E_c = \frac 1 2 \times m \times v^2 = \frac 1 2 \times 10 \times 10^2 = 500J$ | Pour un objet de 10kg qui va à 20m/s : $E_c = \frac 1 2 \times m \times v^2 = \frac 1 2 \times 10 \times 20^2 = 2000J$ |
Lorsqu'un véhicule freine, l'énergie cinétique est transformée en énergie thermique par le frein.
En cas de choc, elle est transformée en énergie de déformation.
II. Énergie potentielle
Cette énergie est due à la hauteur d'un objet.
$E_p = m \times g \times h$
formule à NE PAS connaître par cœur mais à comprendre
Ep : énergie potentielle en J
m : masse en kg
g : intensité de la pesanteur 10 N/kg sur Terre
h : hauteur en m
Plus un objet est haut, plus il a d'énergie potentielle.
Si on double la hauteur d'un objet, son énergie potentielle est doublée aussi.
| Pour un objet de 10kg qui est à 10m du sol : $E_p = m \times g \times h = 10 \times 10 \times 10 = 1000J$ | Pour un objet de 10kg qui est à 20m du sol : $E_p = m \times g \times h = 10 \times 10 \times 20 = 2000J$ |
III. Énergie mécanique
La somme de ses énergies potentielle et cinétique constitue son énergie mécanique.
$E = E_p + E_c$
Il y a conservation d’énergie mécanique au cours d’une chute. Lors de la chute :
- l'énergie cinétique augmente car la vitesse augmente
- l'énergie potentielle diminue car la hauteur diminue