Fiche de révision : Énergies cinétique et mécanique

📋 Plan du Cours

1. Formes et conservation de l’énergie
2. Énergie cinétique et vitesse
3. Énergie potentielle de pesanteur
4. Énergie mécanique et conservation
5. Chute sans frottements

📖 1. Formes et conservation de l’énergie

★ À maîtriser

📌 L’énergie ne se crée pas et ne disparaît pas : elle se transforme.

• L’énergie s’exprime en joules (J).

Compléments

• L’énergie est la capacité que possède une matière à produire de la lumière ou un mouvement ; elle n’est pas une matière.

• Les cinq formes d’énergie citées sont :

  • l’énergie électrique
  • l’énergie chimique
  • l’énergie thermique
  • l’énergie mécanique
  • l’énergie de rayonnement

📖 2. Énergie cinétique et vitesse

🔑 Notions clés & Définitions

• Énergie cinétique : Énergie possédée par un objet en mouvement et ayant une masse.

★ À maîtriser

📐 Formule - L’énergie cinétique se calcule par $E_c = \frac{1}{2}mv^2$, avec la masse en kilogrammes, la vitesse en mètres par seconde et l’énergie en joules.

📌 L’énergie cinétique et la vitesse ne sont pas proportionnelles, car leur représentation graphique n’est pas une droite passant par l’origine.

Compléments

• Pour un véhicule roulant à 110 km/h, l’énergie cinétique est d’environ 560 kJ pour une masse de 1 200 kg et de 1 120 kJ pour une masse de 2 400 kg.

💡 Astuce mémo

La vitesse n’est pas proportionnelle à l’énergie cinétique, mais la masse l’est.

📖 3. Énergie potentielle de pesanteur

🔑 Notions clés & Définitions

• Énergie potentielle de pesanteur : Énergie qui dépend de la masse, de l’intensité de la gravité et de l’altitude.

★ À maîtriser

📐 Formule - L’énergie potentielle de pesanteur se calcule par $E_{pp}=mgh$, où la masse est en kilogrammes, l’intensité de la pesanteur en newtons par kilogramme et la hauteur en mètres.

Compléments

📌 À masse et altitude constantes, une intensité de la pesanteur plus élevée augmente l’énergie potentielle de pesanteur.

📌 À gravité et altitude constantes, une masse plus élevée augmente l’énergie potentielle de pesanteur.

📖 4. Énergie mécanique et conservation

🔑 Notions clés & Définitions

• Énergie mécanique : L’énergie mécanique, notée $E_m$, est la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle de pesanteur.

📝 Points essentiels

📐 Formule - L’énergie mécanique vérifie $E_m=E_c+E_{pp}$, et ces trois énergies s’expriment en joules (J).

📌 Lors d’un mouvement sans frottements, l’énergie mécanique ne varie pas : elle se conserve.

📖 5. Chute sans frottements

★ À maîtriser

📐 Formule - Lors d’une chute sans frottements depuis une hauteur $h$, la conservation de l’énergie mécanique conduit à $v=\sqrt{2gh}$ au niveau de référence où l’énergie potentielle est nulle.

Compléments

• Une kitesurfeuse de masse 50 kg élevée à 7,0 m au-dessus de la mer possède une énergie potentielle de pesanteur de 3 433,5 J lorsque $g=9{,}81\ \mathrm{N/kg}$.

• Si la descente de la kitesurfeuse de 7,0 m se fait sans frottements, sa vitesse au contact de l’eau est de 11,71 m/s.

💡 Astuce mémo

En haut : Epp → pendant la chute : Ec → au contact de l’eau : vitesse maximale.