Fiche de révision : Énergie mécanique et cinétique

📋 Plan du Cours

1. Impact et énergie de mouvement
2. Vitesse et énergie cinétique
3. Énergies potentielle et mécanique
4. Conversion pendant une chute
5. Conversions et applications numériques
6. Énergie et sécurité routière

📖 1. Impact et énergie de mouvement

📝 Points essentiels

• L’impact d’un objet en chute dépend de sa masse et de sa vitesse.

📖 2. Vitesse et énergie cinétique

★ À maîtriser

📐 Formule - L’énergie cinétique d’un objet de masse m et de vitesse v vérifie $E_c = \frac{1}{2}mv^2$, avec Ec en joules, m en kilogrammes et v en mètres par seconde.

📌 À masse constante, l’énergie cinétique est proportionnelle au carré de la vitesse, et non à la vitesse elle-même.

Compléments

• À vitesse constante, doubler la masse double l’énergie cinétique.

• À masse constante, doubler la vitesse multiplie l’énergie cinétique par quatre.

• Un coureur de 80 kg courant à 4 m/s possède une énergie cinétique de 640 J.

📖 3. Énergies potentielle et mécanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Énergie potentielle : L’énergie potentielle est l’énergie liée à l’altitude d’un objet par rapport au sol ; elle est nulle au sol et augmente avec l’altitude.
• Énergie mécanique : L’énergie mécanique d’un objet est la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle.

📝 Points essentiels

📐 Formule - L’énergie mécanique vérifie $E_m = E_c + E_p$.

💡 Astuce mémo

En altitude, Ep domine ; en mouvement, Ec augmente.

📖 4. Conversion pendant une chute

★ À maîtriser

• Lors d’une chute, l’altitude diminue, la vitesse augmente, l’énergie potentielle diminue et l’énergie cinétique augmente par conversion de l’énergie potentielle en énergie cinétique.

📌 En l’absence de frottements, l’énergie mécanique d’un objet se conserve au cours de son mouvement.

Compléments

• Lors d’une chute libre, l’énergie cinétique augmente ; elle augmente aussi au départ d’une voiture, mais diminue lorsqu’une moto freine.

💡 Astuce mémo

La chute réduit l’altitude → Ep se convertit en Ec.

📖 5. Conversions et applications numériques

📝 Points essentiels

• Pour convertir une vitesse de m/s en km/h, on la multiplie par 3,6 ; pour convertir une vitesse de km/h en m/s, on la divise par 3,6.

• Un scooter et son conducteur de masse totale 150 kg roulant à 50 km/h ont une énergie cinétique d’environ 14 283 J, en utilisant une vitesse arrondie à 13,8 m/s.

• Avec une masse de 100 kg et une vitesse de 1 m/s, l’énergie cinétique de Philae à l’atterrissage vaut 50 J.

• Philae a été largué de Rosetta le 12 novembre 2014 à 9 h 35, à 20 km au-dessus de la comète Tchouri.

• Philae avait une masse de 100 kg et sa vitesse maximale juste avant l’atterrissage était de 3,6 km/h.

📖 6. Énergie et sécurité routière

★ À maîtriser

📌 La distance de freinage croît plus rapidement que la vitesse.

Compléments

• Le cours relie l’évolution du pourcentage de blessés en fonction de la vitesse à l’énergie cinétique et demande d’identifier la grandeur proportionnelle au nombre de blessés à partir du graphique.