3e – 11 – Energie cinétique

11.1. Energie mécanique

Pour mettre un objet en mouvement il faut exercer sur lui une action venant de l’extérieur. Cette action peut être exercé par la gravité.

Activité

Expériences :

  • Nous lâchons un objet au-dessus du sol. Celui-ci tombe, attiré par la force de gravité.
  • Pour produire de l’énergie électrique on peut utiliser l’énergie de la chute. On place de l’eau dans une bouteille avec une petite hélice en dessous. Plus l’hélice est basse, plus elle tourne vite.

Du fait  des forces de gravitations, tout objet possède une énergie de position au voisinage de la Terre. On la désigne par Ep . Plus un objet est haut au-dessus du sol, plus son énergie de position est élevée.

Quand on lâche l’objet, Son énergie de position se transforme en énergie de mouvement, appelée énergie cinétique et désigné par Ec .

L’énergie mécanique d’un objet est la somme de son énergie cinétique et de son énergie de mouvement.  L’énergie mécanique se conserve durant toute la chute.

3e EP

C’est cette relation qui permet de transformer l’énergie de position de l’eau en énergie de mouvement, elle-même convertie en énergie électrique par l’alternateur dans les barrages.

11.2. Energie cinétique et vitesse

Lorsqu’un véhicule se déplace sur une route, il acquière une énergie cinétique de mouvement. Cette énergie dépend à la fois de la masse du véhicule et de sa vitesse.

Activité

Expériences :

  • Nous lâchons  des billes au-dessus d’un petit bac à sable. Plus la bille est lâchée de haut plus elle s’enfonce. Plus la masse de la bille est importante, plus elle s’enfonce.

L’énergie cinétique d’un solide en translation (mouvement où toutes les parties du solide suivent la même trajectoire) peut être calculée par la relation :

3e Ec

où Ec est l’énergie cinétique qui s’exprime en Joule (J), m la masse en kilogrammes (kg) et v la vitesse en mètres par seconde (m/s).

11.3. Sécurité routière

Sur la route, pour qu’une voiture puisse s’arrêter, il faut ramener l’énergie cinétique d’un véhicule à zéro. Cela ne peut se faire qu’en convertissant l’énergie cinétique en chaleur par le freinage ou en énergie de déformation en cas d’accident.

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