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Energie cinétique et potentielle

Energie cinétique et potentielle

L'énergie cinétique et l'énergie potentielle sont deux types d'énergie interdépendants dans les objets. L'énergie mécanique est la somme des deux types d'énergie. S'il n'y a pas d'échange d'énergie avec l'extérieur, l'énergie mécanique est constante.

L’énergie s’exprime en joules dans Système international d'unités. Donc, l’unité de mesure de l’énergie potentielle et cinétique est le Joule (J).

Les énergies potentielles et cinétiques peuvent être converties en de nombreux types d'énergie différents. Cependant, fréquemment les deux énergies sont combinées entre elles, c'est très intéressant pour le calcul de la cinématique d'un objet. La somme des énergies cinétique et potentielle est ce qu’on appelle énergie mécanique.

Selon la loi de la conservation de l’énergie, l'énergie mécanique est constante et la variation de l’énergie cinétique est compensée par la variation de l’énergie potentielle.

Qu'est-ce que l'énergie cinétique ?

L' énergie cinétique est une forme d'énergie qui a un corps en mouvement à cause de l'inertie. Cette énergie équivaut au travail qui doit être fait pour que le corps passe du repos à la vitesse à laquelle il se trouve.

L'énergie cinétique est directement proportionnelle à la masse et au carré de la vitesse.

En mouvement linéaire, l'énergie cinétique est déterminée par la formule

Ec = (mv2 ) / 2

Où,

  • m est la masse (kg)

  • v est la vitesse à laquelle l'objet se déplace (m / s)

Qu'est-ce que l'énergie potentielle ?

L'énergie potentielle peut être définie comme la capacité d' un objet à effectuer un travail en raison de l'état dans lequel se trouve l'objet. Cet état peut être l'emplacement dans un champ de force ou la configuration interne de l'objet.

Il y a deux cas particuliers: Si cette capacité est due à un champ gravitationnel, on parle d’énergie potentielle gravitationnelle. Par contre, si elle est due au champ gravitationnel de la Terre, on parle d’énergie potentielle de pesanteur.

Des exemples bien connus d'énergie potentielle sont :

  • Un objet dans le champ gravitationnel de la Terre : À la surface de la Terre, l'énergie potentielle de pesanteur est déterminée par la formule E p = m·g·h. Où m est la masse (kg), g la constante gravitationnelle (9,8 m / s) et h la hauteur par rapport au sol (m).

  • Une particule chargée dans un champ électrique : dans le cas inverse, l'énergie potentielle électrique peut être transformée en énergie électrique. Dans ce contexte, on parle de la tension du fil électrique.

  • L'énergie d'un ressort tendu : un ressort comprimé a une énergie potentielle élastique. La force exercée par le ressort a la capacité de faire un travail.

La loi de la conservation de l’énergie

La loi de conservation de l’énergie stipule que la quantité totale d’énergie dans tout système physique isolé (sans interaction avec un autre système) reste inchangée avec le temps, bien que cette énergie puisse être transformée en une autre forme d'énergie.

En bref, la loi de conservation de l'énergie stipule que l'énergie n'est ni créée ni détruite, elle n'est transformée.

En ce qui concerne les énergies potentielles et cinétiques (Ep et Ec)

Différence entre énergie potentielle et énergie cinétique

L'énergie cinétique est liée à la vitesse d'un corps. En physique, il correspond au travail qu'il faut fournir à un objet immobile pour acquérir la vitesse qu'il transporte.

D'autre part, l'énergie potentielle est l'énergie associée à une position. C'est-à-dire le travail qui doit être fourni pour placer un objet dans une certaine position. Par exemple, pour élever un objet à une certaine hauteur.

Exemples d’énergie cinétique et énergie potentielle

Voici quelques exemples d'échanges d'énergie potentielle et cinétique.

  1. Le déplacement d'un wagon sur des montagnes russes : Lorsque le wagon est au point le plus haut, l'énergie potentielle est maximale et il n'a pas d'énergie cinétique (vitesse 0). Lorsqu'il commence à descendre, il perd de la hauteur et gagne en vitesse, c'est-à-dire que l'énergie potentielle diminue, se transformant en énergie cinétique.

  2. L'eau d'une rivière descend parce que l'énergie potentielle dont elle dispose lorsqu'elle est au sommet de la montagne est convertie en énergie cinétique. Dans ce cas, une grande partie de l'énergie est perdue lors du frottement contre les pierres de la rivière.

  3. Mouvement de haut en bas d'une balle lancée en l'air. Au fur et à mesure qu'il perd de vitesse, perd de l’énergie cinétique en possédant une énergie potentielle.

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Date de Publication: 8 mai 2019
Dernière Révision: 17 décembre 2021