Menu

Panneaux photovoltaïques énergie solaire

Installation solaire thermique

Centrale solaire
thermoélectriques

Qu'est-ce que l'énergie cinétique ?

L'énergie cinétique ou énergie de mouvement est une forme d'énergie qu'un corps a en mouvement en raison de l'inertie de la masse. Dans les référentiels non relativistes, l'énergie cinétique est directement proportionnelle à la masse et au carré de la vitesse. C'est la même chose que le travail qui doit être fait pour déplacer le corps de l'état de repos à l'état dans lequel il se trouve.

Qu'est-ce que l'énergie cinétique ?

En mécanique classique, nous faisons les considérations suivantes:

  • Un corps de masse m qui se déplace à une vitesse v a une énergie cinétique Ec = (m · v 2 ) / 2.
  • Si le corps tourne également autour du centre de masse, il aura de l'énergie cinétique à la suite de cette rotation. Ec = (I · w 2 ) / 2. Dans l'équation ci-dessus, I est l'inertie du corps et w est la vitesse angulaire.
  • Avec un mouvement général, le théorème de König est applicable et l'énergie cinétique totale est la somme des énergies cinétiques des deux mouvements.

Conversion d'énergie

L'énergie cinétique totale d'un système peut, par exemple, changer lorsqu'elle est convertie en énergie potentielle ou à partir de celle-ci, en convertissant l'énergie chimique dans un moteur à combustion interne, y compris un moteur de fusée, et en tirant un projectile, et par la chaleur ou l'énergie. thermique, en cas de frottement ou de collision.

La vitesse, et donc aussi l'énergie cinétique, dépend du système inertiel choisi. L'énergie cinétique totale d'un système est moindre lorsque le centre de masse de ce système est au repos. Dans d'autres cas, l'énergie cinétique correspondant au mouvement de la masse totale est ajoutée à la vitesse du centre de masse.

La vitesse du centre de masse d'un système fermé reste constante du fait de la loi de conservation du moment. Les changements dans l'énergie cinétique totale du système comme dans les exemples précédents ne dépendent donc pas de la structure inertielle, mais des changements dans les parties du système.

Par exemple, si deux corps s'attirent et que leur séparation devient plus petite, l'énergie potentielle est convertie en énergie cinétique. Selon le système inertiel, cette augmentation d'énergie cinétique augmente différemment pour chacun des deux corps. Même l'énergie cinétique d'un corps peut diminuer, augmentant l'énergie de l'autre.

De même, si une fusée convertit l'énergie chimique en énergie cinétique, cela dépend de la vitesse de la fusée (et donc du système inertiel) dans quelle mesure cette augmentation de l'énergie cinétique totale profite à la fusée et dans quelle mesure la masse de réaction et l'énergie cinétique de la fusée peuvent même diminuer, augmentant la masse de réaction, ou vice versa.

Avec une filière, dans le cas d'une collision centrale entièrement élastique, l'énergie cinétique transmise dépend du système inertiel comme suit: cette énergie est proportionnelle à la vitesse du centre de masse des objets en collision.

Énergie de translation cinétique

L'énergie cinétique de translation totale de deux corps par rapport au centre de masse peut être calculée en fonction de la masse réduite et de la vitesse mutuelle, voir le problème des deux corps. La répartition de cette énergie entre les deux corps est inversement proportionnelle à la masse.

Par exemple, avec le système d'une voiture en mouvement et le reste de la Terre, l'énergie cinétique du reste de la Terre ne change guère avec les changements de vitesse de la voiture, bien que l'élan change toujours dans la même mesure que la voiture.

Dans le cas d'un problème à trois corps avec le Soleil, la Terre et une capsule spatiale, l'énergie cinétique du Soleil par rapport au centre de masse des trois corps est également négligeable. Les changements dans l'énergie cinétique de la Terre par interaction avec la capsule ne sont désormais plus négligeables par rapport à l'énergie cinétique de la capsule, voir aussi le taux de fuite.

L'énergie cinétique dans les molécules

L'énergie cinétique de translation totale des molécules locales est la somme, d'une part, de l'énergie cinétique correspondant au mouvement de la masse totale de ces molécules à la vitesse de leur centre de masse (c'est-à-dire mouvement macroscopique) et, d'autre part, l'énergie de translation cinétique par rapport au centre de masse. Ce dernier est lié à la température à l'emplacement correspondant.

Avec un gaz idéal, l'énergie de translation cinétique par rapport au centre de masse est au total 3/2 fois la pression multipliée par le volume et proportionnelle à la température, soit 12,47 J par mole par Kelvin. Cette dernière est 3/2 fois la constante du gaz et, dans les molécules à un seul atome, elle est égale à la chaleur spécifique en volume constant.

Avec les molécules multi-atomes, il existe une autre énergie qui augmente avec la température, à savoir celle de la rotation et de la vibration des molécules, augmentant la chaleur spécifique.

A la même température (et en particulier aussi dans un mélange de gaz), les molécules lourdes ont, en moyenne, la même énergie de translation cinétique que la lumière (théorie de l'équipartition); Par conséquent, ils ont une vitesse inférieure.

Qu'est-ce qu'un photon?
Qu'est-ce qu'un photon?

Chacune des particules qui composent la lumière. Un photon est le quantum d'énergie sous forme de rayonnement électromagnétique, émis ou absorbé par la matière.

1 mai 2020

Qu'est-ce que la guerre des courants?
Guerre des courants aux USA

La guerre des courants est un terme pour la lutte entre les fabricants des deux différents systèmes d'alimentation, courant alternatif et courant continu aux États-Unis.

18 avril 2020

Moteur Stirling
Moteur Stirling

Le moteur Stirling est une machine thermique basée sur le chauffage et le refroidissement d'un gaz. Il a été inventé comme une alternative à la machine à vapeur.

29 juin 2020

Que signifie le photovoltaïque?
Que signifie le photovoltaïque? Concept sur l'énergie solaire

Le photovoltaïque est tout ce qui concerne la conversion de la lumière en énergie électrique. Les panneaux photovoltaïques développent ce concept.

11 juin 2020

Turbine à vapeur
Turbine à vapeur

Une turbine à vapeur est un dispositif utilisé pour convertir la haute pression de la vapeur en rotation d'un axe fournissant de la puissance.

26 avril 2019

Quelle est la sensation thermique?
Sensation thermique

La sensation thermique est une mesure de la sensation de froid ou de chaleur que l'homme perçoit dans l'air en fonction du vent, du soleil ou de l'humidité.

16 mars 2020

Qu'est-ce qu'un électrolyte ?
Qu'est-ce qu'un électrolyte et à quoi sert-il ?

Un électrolyte est une substance qui, lorsqu'elle est dissoute, est électriquement conductrice. Ils sont importants en ingénierie (batteries) et en santé (minéraux dans le sang).

21 juin 2020

Questions fréquentes
Foire aux questions sur l'énergie solaire

Foire aux questions et réponses sur les installations solaires domestiques. Photovoltaïque et thermique, amortissement, maintenance ...

5 octobre 2018

Auteur :

Date de publication : 8 mai 2019
Dernier examen : 8 mai 2019