Energie cinétique et énergie potentielle

ÉNERGIE CINÉTIQUE ET ÉNERGIE POTENTIELLE

I – Énergie potentielle (ou de position), énergie cinétique, énergie mécanique

• Énergie potentielle ou de position :  Ep                        unité = le Joule

C’est l’énergie liée à l’altitude.

Plus un objet est à une altitude élevée, plus son énergie potentielle est élevée.

Quand un corps chute, son énergie potentielle diminue : elle diminue au cours d’une chute.

Plus l’objet tombe de haut, plus le choc est violent.

• Énergie cinétique :  Ec                unité = le Joule

C’est l’énergie liée à la vitesse, liée au mouvement d’un objet : Énergie emmagasinée par un objet du fait de sa vitesse.

Elle augmente au cours d’une chute.

Plus un objet tombe de haut, plus sa vitesse à l’arrivée sera grande.

Plus un objet a une vitesse élevée, plus son énergie cinétique est élevée.

• Énergie mécanique :Em 

C’est la somme de l’énergie de position et de l’énergie cinétique.

En l’absence de frottement elle reste constante.

                        Em = Ep + Ec

Que se passe-t-il lors de la chute d’un corps ?

      ex : une balle chute

L’énergie potentielle diminue puisque l’altitude diminue.

Parallèlement, l’énergie cinétique augmente car la vitesse augmente.

Et l’énergie mécanique (= Ec+Ep) reste constante.

L’énergie potentielle se convertit en énergie cinétique.

Lors de la chute d’un corps, l’énergie potentielle se transforme en énergie cinétique.

      ex : une chute d’eau entre un point A et un point C:

[pic 1]

L’énergie de position de l’eau diminue de A en C puisque l’altitude diminue.

Au fur et à mesure que l’eau chute, sa vitesse augmente donc son énergie cinétique augmente.

L’énergie cinétique augmente de A en C.

Mais la somme des deux, l’énergie mécanique, reste constante (aux frottements près).

L’énergie de potentielle se transforme en énergie cinétique de A en C

Lors de la chute d’un corps, son énergie potentielle se transforme en énergie cinétique.

II – L’énergie cinétique

Formule de l’énergie cinétique d’un objet de masse m allant à la vitesse v :

[pic 2]

L’énergie cinétique dépend de la masse de l’objet et de la vitesse au carré.

Elle est proportionnelle à la masse et au carré de la vitesse.

Si on multiplie la masse par 2, on multiplie par 2  l‘énergie cinétique

Si on multiplie la vitesse par 2, on multiplie par 4  l‘énergie cinétique

ex : une balle de masse 10,5 g qui va à une vitesse de 832 m/s

Quelle est son énergie cinétique ?

m= 10,5 g = 0,0105 kg          v = 832 m/s

                                          2

Ec = 1/2 x 0,0105 x (832)  = 3 634     => on ne met pas l’unité ici mais dans la phrase                                                                     réponse

L’énergie cinétique de la balle est environ égale à 3 634 J.

ex : un débris spatial a une masse de 10,5 g et il entre en collision avec un satellite à une vitesse de 36 000 km/h.

Quelle est la valeur de l’énergie cinétique au moment de l’impact ?

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