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Centrale nucléaire Isar, Allemagne

Exemples d'énergie mécanique dans la vie quotidienne

Exemples d'énergie mécanique dans la vie quotidienne

L'énergie mécanique est l'énergie qui a la capacité de faire un travail liée au mouvement. C'est la somme de deux formes d'énergie: l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle d'un objet.

Selon le principe de conservation de l'énergie, la somme des deux formes d'énergie reste constante.

L'énergie cinétique dépend de la vitesse; c'est l'énergie du mouvement. En revanche, on peut considérer l'énergie potentielle comme de l'énergie stockée. Cette énergie mécanique stockée dépend:

  • gravité (énergie potentielle de pesanteur)

  • ou l'élasticité d'un matériau (énergie potentielle élastique), par exemple l'énergie potentielle stockée dans un ressort.

L'unité d'énergie mécanique dans le système international est le joule (J)

Chaque jour, de nombreux exemples d'énergie mécanique nous aident à mieux comprendre ce concept:

1. Lancer une balle en l'air

Un autre exemple qui illustre comment l'énergie mécanique est la capacité d'un objet à faire un travail peut être vu en lançant une balle. C'est un exemple du fonctionnement du principe de conversion d'énergie. Lors du lancement, on distingue les deux types d'énergie mécanique:

  1. Au moment où la balle quitte notre main avec une certaine vitesse, elle a une énergie cinétique et aucune énergie potentielle gravitationnelle.

  2. Lorsque la balle est au point le plus élevé, sa vitesse est de 0, par conséquent, elle n'a pas d'énergie cinétique. En revanche, le ballon a pris de la hauteur. Par conséquent, il a une énergie potentielle.

Au cours du processus de passage du point un au point deux, toute l'énergie cinétique a été convertie en énergie potentielle. Au fur et à mesure que la balle tombe, le transfert d'énergie  sera à nouveau inversé.

2. Moteur électrique

Les moteurs ont la capacité de convertir un type d'énergie spécifique en énergie mécanique. Un moteur électrique, en particulier, utilise l'énergie potentielle électrostatique et transforme l' électricité en énergie mécanique.

Généralement, l'énergie résultante est obtenue sous forme d'énergie cinétique de rotation, un axe qui tourne à une certaine vitesse.

Chaque jour, nous avons de nombreux exemples de moteurs électriques:

  • Une machine à laver électrique.

  • Un scooter électrique est une machine qui utilise l'énergie mécanique pour travailler.

3. Générateur électrique

Un générateur électrique est un appareil qui fonctionne à l'inverse d'un moteur électrique. Dans ce cas, l'énergie mécanique est transformée en énergie électrique.

Cette conversion est réalisée grâce à un champ magnétique sur les conducteurs électriques. Lorsqu'un mouvement relatif se produit entre les conducteurs et le champ, une force électromotrice (EMF) sera générée.

Ce système est basé sur la loi de Faraday.

4. Centrale hydroélectrique

Exemples d'énergie mécanique dans la vie quotidienneUne centrale hydroélectrique est un moyen de transformer l'hydroélectricité en électricité. C'est un type d'énergie renouvelable. Il utilise le principe de la conservation de l'énergie en tirant parti de l'énergie potentielle de l'eau stockée dans un réservoir.

Ces types de centrales électriques accumulent de l'eau à une certaine hauteur. Lorsqu'ils ont besoin de produire de l'énergie, ils la lâchent. À ce moment, ils convertissent cette énergie en énergie cinétique.

Au pied de l'usine, le débit d'eau entraîne des turbines hydrauliques. L'action des turbines convertit cette énergie en énergie électrique à l'aide d'un générateur électrique et produit de l'électricité.

5. Moulins à vent

L'énergie éolienne est une forme d'énergie capable de convertir la force du vent en énergie mécanique. L'énergie associée au vent peut faire travailler le moulin. L'énergie du vent est la somme de l'énergie cinétique de toutes les particules en mouvement.

Lorsque le vent frappe les pales d'une éolienne, l'énergie cinétique de chaque particule est transférée vers l'axe du générateur.

Nous pouvons produire de l'électricité en utilisant cette énergie mécanique. Cependant, dans le passé, il était utilisé directement dans l'agriculture ou l'industrie.

6. Moteur de la voiture

Exemples d'énergie mécanique dans la vie quotidienneLe moteur d'une voiture à essence utilise l'énergie chimique de la combustion du carburant pour obtenir de l'énergie thermique. L'énergie obtenue en énergie thermique est utilisée pour entraîner un piston et générer un mouvement linéaire cyclique (énergie mécanique).

Les manivelles sont chargées de convertir ce mouvement cyclique en un mouvement circulaire pour faire tourner les roues du véhicule.

7.- Énergie nucléaire

Les centrales nucléaires tirent parti de l'énergie mécanique stockée contenue dans les atomes. Le noyau d'un atome possède une énergie nucléaire qui est possible d'obtenir à travers d'un réacteur nucléaire.

Lorsque l'atome est divisé après une réaction de fission, une partie de son énergie potentielle est convertie en énergie thermique.

L'énergie thermique est utilisée pour générer de la vapeur dont sa force agit contre une turbine. La turbine a la capacité de travailler et elle est connectée à un générateur électrique qui produit de l'électricité.

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Date de publication : 4 mai 2021
Dernier examen : 4 mai 2021