Énergie cinétique et potentielle

La énergie cinétique est l'énergie associée au mouvement et énergie potentielle est l'énergie associée à la position dans un système. L'énergie, en général, est la capacité de travailler.

L'énergie cinétique et potentielle représente les deux types d'énergie fondamentaux existant. Toute autre énergie est une version différente de l'énergie cinétique ou potentielle ou une combinaison des deux. Par exemple, l'énergie mécanique est la combinaison de l'énergie cinétique et potentielle.

Qu'est-ce que l'énergie cinétique?

L'énergie cinétique est le type de énergie associée au mouvement. Tout ce qui bouge a de l'énergie cinétique.

Dans le système international (SI), l'unité d'énergie cinétique est le jouje (J), la même que celle du travail. Un joule correspond à 1 kg.m^deux/ s^deux.

Formule de calcul de l'énergie cinétique

Énergie cinétique (E_k) peut être calculé à l'aide de la formule:

ET_k= ½ m. v^deux,

où:

• m correspond à la masse de l'objet et
• v à la vitesse de l'objet.

De cette formule on peut déduire que l'énergie cinétique dépend de la quantité de masse et de la vitesse. Ainsi, une voiture à la même vitesse qu'un camion a moins d'énergie cinétique. En revanche, une voiture à 80 km / h a plus d'énergie cinétique qu'une voiture à 40 km / h.

Exemples d'énergie cinétique

Dans la vie quotidienne, il existe de nombreux exemples d'utilisation de l'énergie cinétique.

Le bowling

Le jeu de bowling, où une personne lance une balle entre 3 et 7 kg pour faire tomber 10 quilles, est basé sur l'énergie cinétique portée par la balle, qui dépend de sa masse et de la vitesse à laquelle elle porte.

Le vent

Le vent n'est rien d'autre que de l'air en mouvement. L'énergie cinétique du mouvement de l'air peut être transformée en énergie électrique au moyen d'éoliennes.

L'énérgie thermique

L'énergie thermique est l'énergie cinétique associée au mouvement microscopique des particules dans le système. Lorsque nous chauffons de l'eau ou tout autre objet, nous augmentons l'énergie cinétique par transfert de chaleur.

Quelle est l'énergie potentielle?

L'énergie potentielle est le type de énergie associée à la position relative dans un système, c'est-à-dire la position d'un objet par rapport à un autre. Deux aimants séparés ont une énergie potentielle l'un pour l'autre.

En SI, l'unité d'énergie potentielle est le jouje (J), tout comme l'énergie cinétique. Un joule correspond à 1 kg.m^deux/ s^deux.

Formules pour calculer l'énergie potentielle

L'énergie potentielle gravitationnelle est l'énergie due à la position de l'objet par rapport à la surface de la Terre:

ET_Pg= m.g.h,

où:

• m est la masse de l'objet (kilogrammes),
• g est la constante d'accélération gravitationnelle de la Terre (égale à 9,8 m / s^deux) O
• h est la distance (hauteur en mètres) entre la Terre et l'objet.

L'énergie gravitationnelle dépend de la masse de l'objet et de la hauteur à laquelle se trouve l'objet par rapport à un niveau de référence.

La formule de l'énergie potentielle élastique est égale à:

ET_les= ½ kx^deux

où:

• k est la constante de la force du ressort et
• X est la mesure du déplacement du ressort d'un point de départ au point d'arrivée.

Lorsque la distance est nulle, c'est-à-dire que le ressort n'a pas été étiré, l'énergie potentielle élastique est égale à 0.

Exemples d'énergie potentielle

Parmi les sources que nous utilisons pour obtenir de l'énergie, beaucoup dépendent de l'énergie potentielle. Voyons voir.

L'énergie stockée dans les barrages

L'eau stockée dans des réservoirs surélevés, par exemple dans des barrages, a une énergie potentielle gravitationnelle. Les chutes d'eau transforment son énergie potentielle en énergie cinétique, capable de travailler dans les turbines au fond du barrage. Ces turbines produisent de l'électricité qui est distribuée au réseau de distribution électrique des villes..

Ressorts

Lorsqu'un ressort est étiré ou comprimé, il stocke une quantité d'énergie sous forme de énergie potentielle élastique. Lorsque le ressort est relâché, l'énergie potentielle stockée est transformée en énergie cinétique.

Arc et flèche

L'arc et la flèche sont un exemple de la façon dont l'énergie potentielle élastique est transformée en énergie cinétique. Lorsque la corde d'arc est étirée, un travail est effectué qui est stocké sous forme d'énergie potentielle dans la corde étirée. Lors de la libération de la corde, l'énergie potentielle de la corde est transformée en énergie cinétique qui est ensuite transférée à la flèche.

Électricité

L'électricité est une forme d'énergie potentielle déterminée par la position des charges dans un système (le champ électrique).

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