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Centrale nucléaire Isar, Allemagne

Piscine de combustible nucléaire usé

Turbine d'une centrale nucléaire

Énergie cinétique

Énergie cinétique

L'énergie cinétique est l'énergie qu'un corps contient en raison de son mouvement. L'énergie cinétique est la quantité de travail requise pour accélérer un corps d'une masse donnée à une certaine vitesse (linéaire ou rotationnelle). Cette énergie obtenue lors de l'accélération restera inchangée tant que ce corps ne variera pas sa vitesse.

En mécanique classique, l'énergie cinétique linéaire (sans rotation) d'un objet de masse m se déplaçant à une vitesse v est ½ · m · v 2 . En mécanique relativiste, ceci n'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 juillet (J).

Transformation énergétique

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

Exemples de transformation d'énergie cinétique

L'énergie d'un type peut être transformée en énergie d'un autre type. Un exemple sera utile pour comprendre cet aspect. Un motocycliste utilise l'énergie chimique fournie par la combustion de l'essence dans un moteur thermique pour accélérer la moto à une certaine vitesse. Sur une surface plane, cette vitesse peut être maintenue sans autre travail, sauf pour surmonter la résistance à 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 dans le moteur.

À un moment donné, le cycliste a pu profiter de cette vitesse pour gravir une colline jusqu'à ce que le vélo soit arrêté quelques mètres plus haut. À ce moment, toute l'énergie cinétique a été convertie en énergie potentielle. Si le pilote le souhaite, il peut profiter de la descente pour reprendre de la vitesse, à ce moment l'énergie potentielle sera à nouveau convertie en énergie cinétique.

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 du motard (dans ce cas elle serait nulle), celle d'un observateur qui l'observe sur le bord de la route ou celle d'un astronaute qui l'observe depuis une voiture en sens inverse .

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

Histoire de l'énergie cinétique

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

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

Les termes énergie cinétique et travail dans leur signification scientifique actuelle remontent au milieu du XIXe siècle. Le premier à les comprendre a été Gaspard-Gustave Coriolis, qui a publié en 1829 l'article intitulé Du Calcul de l'Effet des Machines décrivant les mathématiques de l'énergie cinétique. William Thomson, plus tard Lord Kelvin, est reconnu pour avoir inventé le terme «énergie cinétique».

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Date de publication : 25 septembre 2014
Dernier examen : 30 août 2017