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Énergie mécanique

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Énergie mécanique – Partie 1

I. Notion d’énergie 

D’une manière générale un corps possède de l’énergie s’il est susceptible de fournir du travail.

1. Définition

L’énergie est à la notion de travail. L’énergie est l’aptitude que possède un corps à fournir du travail.

Il existe plusieurs formes d’énergie : l’énergie calorifique (produit par la chaleur), l’énergie solaire, l’énergie électrique, l’énergie cinétique, l’énergie potentielle, l’énergie mécanique, etc. On peut passer d’une forme d’énergie à une autre.

Exemple : l’énergie solaire peut être transformée en énergie électrique.

2. L’énergie potentielle 

L’énergie potentielle $(Ep)$ d’un corps est l’énergie qu’il possède du fait de sa position par rapport à la terre. Elle s’exprime en joule (J).

$Ep = m \times g \times h = P \times h$

avec

$\begin{cases}
Ep \text{ : énergie potentielle en J ;} \\
m \text { : la masse en kg ;} \\
h \text{ : la hauteur en m ;} \\
P \text{ : le poids en N } \\
g \text{ : l'intensité de pesanteur en }N.m^{-1}\end{cases}$.

3. L’énergie cinétique 

L’énergie cinétique (Ec) d’un corps est l’énergie qu’il possède du fait de son mouvement, à un instant donné. Elle s’exprime en joule (J).

$Ec=\displaystyle \dfrac{1}{2} m V^2$

avec

$\begin{cases}
Ec \text{ : énergie cinétique en J ;} \\
m \text{ : la masse en kg ;} \\
V \text{ : la vitesse en m.}s^{-1}\end{cases}$.

4. L’énergie mécanique

L’énergie mécanique $(Em)$ est la somme de son $Ec$ et de son $Ep$. Elle s’exprime en joule (J).

$Em = Ec + Ep$

Énergie mécanique – Partie 2

II. Transformation d’énergie

Lorsque l'énergie potentielle $Ep$ diminue, l'énergie cinétique $Ec$ augmente. Inversement si l'énergie cinétique Ec diminue, l'énergie potentielle Ep augmente : l'énergie est donc transférée d'une forme à une autre. L'énergie mécanique $Em$ est bien la somme des énergies cinétique $Ec$ et potentielle $Ep$. 

NB 

  • Lorsqu’ il n’y a pas de frottements, l’énergie mécanique se conserve :
    $Em_{initiale} = Em_{finale}$

  • En présence de frottements sur le trajet, une partie de l’énergie mécanique se perd au cours des transformations sous forme de chaleur (énergie thermique).

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