Énergie cinétique

Énergie cinétique

Énergie cinétique

L'énergie cinétique est l'énergie contenue dans un corps en raison de son mouvement. L'énergie cinétique est la quantité de travail nécessaire pour accélérer un corps d'une masse donnée à une certaine vitesse (linéaire ou rotative). Cette énergie obtenue lors de l'accélération reste inchangée tant que ce corps ne change pas sa vitesse.

En mécanique classique, l'énergie cinétique linéaire (sans rotation) d'un objet de masse m voyageant à la vitesse v est ½ · m · v2. Dans la mécanique relativiste, c'est une bonne approximation que lorsque la vitesse est bien inférieure à la vitesse de la lumière.

L'unité de mesure de l'énergie cinétique dans le système international d'unités est joule (J).

Transformation de puissance

L'énergie peut se manifester sous de nombreuses formes, y compris l'énergie chimique, l'énergie thermique, les rayonnements électromagnétiques, l'énergie gravitationnelle, l'énergie électrique, l'énergie élastique, l'énergie nucléaire et l'énergie de repos. Tous ces types d'énergie peuvent être classés en deux classes principales: énergie potentielle et énergie cinétique. L'énergie cinétique est l'énergie du mouvement d'un objet. L'énergie cinétique peut être transférée entre les objets et transformée en d'autres types d'énergie.

Exemples de transformation de l'énergie cinétique

L'énergie d'un type peut être transformée en énergie d'un autre type. Pour comprendre cet aspect, un exemple sera utile. Un automobiliste utilise l'énergie chimique fournie par la combustion de l'essence dans un moteur thermique pour accélérer la moto jusqu'à une certaine vitesse. Sur une surface plane, cette vitesse peut être maintenue sans travaux supplémentaires, sauf pour surmonter la résistance de l'air et le frottement avec l'air et entre les éléments du moteur. L'énergie chimique a été convertie en énergie cinétique, l'énergie du mouvement, mais le processus n'est pas complètement efficace et produit de la chaleur à l'intérieur du moteur.

À un certain point, le cavalier pourrait utiliser cette vitesse pour grimper sur une pente jusqu'à ce que le vélo soit resté quelques mètres plus haut. À ce stade, toute l'énergie cinétique est devenue une énergie potentielle. Si le cavalier souhaite profiter de la descente pour récupérer la vitesse, l'énergie potentielle se convertira à l'énergie cinétique à nouveau.

Parce que l'énergie cinétique dépend de la vitesse, ce type d'énergie dépend du cadre de référence de l'observateur. La vitesse de la moto n'est pas la même du point de vue de l'automobiliste (dans ce cas serait zéro), celle d'un observateur qui l'observe sur le côté de la route ou celle d'un astronaute qui l'observe à partir d'une voiture dans la direction opposée .

L'énergie cinétique peut passer d'un objet à l'autre. Cet effet peut être observé au moment où une balle de billard frappe une autre balle de billard au repos: une partie (ou toute) de l'énergie cinétique de la première balle est transférée à la deuxième balle.

L'histoire de l'énergie cinétique

L'origine de l'adjectif cinétique provient du mot grec kinesis, qui signifie mouvement. La dichotomie entre l'énergie cinétique et l'énergie potentielle revient aux concepts d'actualité et de potentialité d'Aristote.

La première relation entre l'énergie de masse et la vitesse dans la mécanique classique a été développée par Gottfried Leibniz et Johann Bernoulli, qui a décrit l'énergie cinétique comme force vivante. Plus tard, Gravesande de Willem des Pays-Bas a fourni des preuves expérimentales de cette relation. En déposant des poids de différentes hauteurs dans un bloc d'argile, Gravesande de Willem a déterminé que sa profondeur de pénétration était proportionnelle au carré de sa vitesse d'impact. Emilie du Châtelet a reconnu les implications de l'expérience et a publié une explication.

Les termes énergie cinétique et le travail dans leurs significations scientifiques actuelles remontent au milieu du XIXe siècle. Le premier à comprendre cela était Gaspard-Gustave Coriolis, qui a publié en 1829 l'article intitulé Du Calcul de l'Effet des Machines dans lequel décrivent les mathématiques de l'énergie cinétique. William Thomson, plus tard Lord Kelvin, est crédité d'avoir inventé le terme «énergie cinétique».

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Dernier examen: 30 août 2017

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