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Centrale nucléaire Isar, Allemagne

Piscine de combustible nucléaire usé

Turbine d'une centrale nucléaire

Qu'est-ce que l'énergie cinétique? Définition et formule

Qu'est-ce que l'énergie cinétique? Définition et formule

En mécanique classique, l'énergie cinétique (ec) d'un objet est l'énergie qu'il possède en raison de son mouvement. Elle est proportionnelle à la masse du système ainsi qu'au carré de sa vitesse.

Définition de l'énergie cinétique: la quantité de travail nécessaire pour accélérer un corps d'une masse donnée au repos à son mouvement. Cette énergie sera constante tant que la vitesse du corps est maintenue.

En fonction du mouvement, on peut distinguer deux types:

  • L'énergie cinétique de translation est l'énergie d'un solide en translation.

  • L'énergie cinétique de rotation est l'énergie que possède un corps qui tourne sur lui-même.

Quelle est la formule de l'énergie cinétique?

L'équation d'énergie cinétique est la suivante:

 Définition et formule de l'énergie cinétique

Où:

  • m est la masse en kilogrammes (kg)

  • v est la vitesse en mètres par seconde (m / s)

L'énergie cinétique relativiste est bien approximée par le classique lorsque le taux est bien inférieur à la vitesse de la lumière.

La formule de l'énergie cinétique de rotation d'un corps tournant sur un axe est la suivante:

 Définition et formule de l'énergie cinétique

Où:

  • Ix: Moment d'inertie.

  • ω: la vitesse angulaire (vitesse à laquelle un objet tourne ou tourne par rapport à un autre point).

L'énergie cinétique totale est égale à la somme des deux équations et s'exprime en joules.

Quelle est la relation entre l'énergie cinétique et potentielle?

Dans la nature, il existe de nombreuses formes d'énergie. L'énergie ne peut pas être créée ou détruite, mais elle peut être transformée d'un type à un autre.

Un cas particulier est celui de ces deux types d'énergie: la somme des deux est l'énergie mécanique.

L'énergie potentielle est l'énergie mécanique associée à l'emplacement d'un corps dans un champ de force, par exemple, la force de gravité. Cette forme d'énergie dépend de la hauteur et de la masse d'un objet.

Si un objet est à une certaine hauteur, il a une énergie potentielle gravitationnelle (qui dépend de l'élévation). Si on le laisse tomber, il perd de l'énergie potentielle et se transforme en énergie cinétique (énergie de mouvement).

Exemples d'énergie cinétique

Nous pouvons observer ce type d'énergie au quotidien:

1.- Homme sur une planche à roulettes

Un homme sur une planche à roulettes fait l'expérience de l'énergie cinétique. Un skateur avec une masse corporelle plus élevée acquerra une énergie plus élevée, et celui dont le skateboard lui permet d'aller à des vitesses plus élevées.

2.- Énergie thermique

L'énergie thermique est le résultat de la somme des énergies cinétiques des sub particules atomiques des molécules. Au niveau microscopique, si la température augmente, les particules atomiques se mouvent (en vibrant ou en rotant).

3.- Une montagne russe

Un chariot de montagnes russes gagne en vitesse à mesure qu'il tombe et augmente en vitesse. Quelques instants de se mettre en mouvement, le chariot aura une énergie potentielle et non cinétique. Pourtant, une fois que le mouvement commence, toute l'énergie potentielle est convertie en énergie cinétique et atteint son point maximum dès que la chute se termine.

Cette énergie sera plus incroyable si le chariot est plein de monde que vide. L'énergie cinétique est proportionnelle au carré de la vitesse et proportionnelle à la masse.

4.- Centrales hydroélectriques.

L'hydroélectricité utilise de grandes chutes d'eau ou des chutes de rivière, qui garantissent un débit constant d'eau en mouvement. Les centrales hydroélectriques produisent de l'énergie électrique en raison de l'énergie cinétique contenue dans l'impact de l'eau sur les turbines.

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Date de publication : 25 septembre 2014
Dernier examen : 15 octobre 2020