3.1 - La conservation de l'énergie

— Définition —

Énergie de position

Énergie proportionnelle à l'altitude d'un système.

— Définition —

Énergie cinétique

Forme d'énergie associée au mouvement d'un système du fait sa masse mais surtout de sa vitesse

— Définition —

Énergie mécanique

Somme de l'énergie de position et l'énergie cinétique, lesquelles sont déterminées par son altitude et sa vitesse respectivement.

Cette énergie est constante dans le cas d'une chute libre.

— Définition —

Chute libre

Mouvement au cours duquel le système étudié est soumis uniquement à son poids.

Lors de la chute libre d'un objet, son énergie potentielle de position diminue, car son altitude diminue.

Elle est peu à peu convertie en énergie cinétique qui augmente, car sa vitesse augmente.

— Définition —

Réseau électrique

Ensemble des installations d'EDF et des appareils électriques qui y sont raccordés.

— Définition —

Perte énergétique

énergie sous forme inutilisable

— Formule —

Énergie cinétique

Ec = Énergie cinétique (J)

m = masse (kg)

v = vitesse (m/s)

— Formule —

Énergie de position

Ep = Énergie de position (J)

m = masse (kg)

g = intensité de pesanteur

→ g = 9,81 N/kg ≈ 10 N/kg

h = altitude (m)

— Formule —

Énergie mécanique

Em = Énergie mécanique (J)

Ec = Énergie cinétique (J)

Ep = Énergie de position (J)

Que se passe-t-il quand on double la vitesse d'un système ?

Doubler la vitesse d'un système fait quadrupler son énergie cinétique.

Comment évolue les énergies lors d'une chute libre ?

Un système en chute libre perd de l'altitude et gagne de la vitesse. L'énergie de position du système est ainsi convertie en énergie cinétique.

Comment évolue les énergies dans des montagnes russes ou un grand huit ?

À quoi sert l'énergie ?

L'énergie est une valeur que l'on associe aux objets en fonction de leurs paramètres physiques. Elle permet de déterminer les évolutions possibles lors des interactions entre objets.

Qu'appelle-t-on conservation d'énergie ?

On observe que seules les évolutions qui ne font pas changer l'énergie totale sont possibles. On appelle cela la conservation de l'énergie.

Quelle est la fonction d'un convertisseur d'énergie ?

Un convertisseur d'énergie permet le transfert d'énergie d'un réservoir à un autre quand les grandeurs physiques impliquées sont différentes.

Que se produit-il lors de la plupart des transferts et conversions d'énergie dans la vie quotidienne?

Au cours de la plupart des transferts et conversions d'énergie, l'environnement reçoit de l'énergie thermique. Cela implique qu'une portion de l'énergie initiale est transformée en une forme inutilisable appelée "pertes".

En sécurité routière, quelles conséquences peuvent avoir un freinage brutal ou un choc ?

Comment les limiter ?

• Lors d'un freinage brutal ou d'un choc, l'énergie cinétique d'un véhicule et de ses occupants peut entraîner de graves lésions.

• Pour en limiter les conséquences, des dispositifs permettent de convertir cette énergie cinétique :

- en énergie thermique lors d'un freinage.

- en énergie de déformation lors d'une collision, si le freinage n'a pas été suffisant.

— À savoir faire —

Exploiter l'expression de l'énergie cinétique

Un guépard pèse en moyenne 47 kg à l'âge adulte. En course sa vitesse moyenne, à plat, est de 115 km/h. Calculer l'énergie cinétique lorsque le guépard est en pleine course.

1 • Lister les données et les convertir si besoin

2 • Rappeler la formule et calculer

Corrigé de l'exercice :

m = 47 kg

v = 115 km/h = 115/3,6 ≈ 32 m/s

Ec = 1/2 x m x v²

Ec = 1/2 x 47 x 32²

Ec = 24 064 J