L'énergie cinétique
L'énergie cinétique d'un solide est l'énergie liée à la vitesse du solide
La relation permettant de déterminer l'énergie cinétique est :
EC = ½.m.V2
avec EC : énergie (en Joule J)
m :masse du système étudié (en kg) et
v : vitesse (en m.s-1)
Théorème de l'énergie cinétique
La variation de l'énergie cinétique pour un solide ponctuel de masse m constante dans un référentiel galiléen, se déplaçant entre les points A et B est égale à la somme des travaux des forces appliquées au solide lors du déplacement.
ΔEc A/B = Σ W( ext)A/B
Expression de l'energie potentielle
L'énergie potentielle de pesanteur d'un solide est l'énergie liée à l'altitude du solide.
L'énergie potentielle d'un solide est donnée par la relation
EP = m.g.z
avec EP : énergie potentielle (en J)
m : masse du système (en kg)
g : intensité de pesanteur (N.kg-1)
z : altitude du système (en m)
Variation de l'énergie potentielle
Si le système se déplace de l'altitude zA à l'altitude zB alors il y a variation de l'énergie potentielle
ΔEP = m.g.zB – m.g.zA = m.g (zB-zA)
si le système monte de A vers B alors ΔEP est positive.
ΔEP = - WAB(P) travail du poids P.
si le système descend de A vers B alors ΔEP est négative
ΔEP = WAB(P) travail du poids P
L'énergie mécanique
L'énergie mécanique à un instant t est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle au même instant t.
Em = EP+ EC
Conservation de l'énergie mécanique
Si toutes les forces exercées sur le système (sauf le poids) ne travaillent pas alors l'énergie mécanique est conservée.
Exemple de force qui ne travaille pas = force perpendiculaire lors du déplacement (ex : réaction normale du support sur lequel se déplace le système).
Lorsque c'est une chute libre, il n'y a que le poids P qui s'exerce sur le système donc :
ΔEC = m.g.(zA-zB) donc ½.m.vB2 + mgzB = ½.m.vA2 + m.g.zA
alors EPB + ECB = EPA + ECA donc EmB = EmA l'énergie mécanique est conservée
