Nous expliquons ce qu’est l’énergie cinétique. Aussi, la différence entre l’énergie potentielle et l’énergie cinétique, et quelques exemples.
Qu’est-ce que l’énergie cinétique ?
L’énergie cinétique est l’énergie que possède un corps ou un système en raison de son mouvement .
La physique la définit comme la quantité de travail effectuée par toutes les forces agissant sur un corps d’une masse donnée , nécessaires pour l’accélérer d’une vitesse initiale à une autre vitesse finale. Une fois ladite vitesse atteinte, selon la loi d’inertie , la quantité d’énergie cinétique accumulée restera constante, c’est-à-dire qu’elle ne variera pas, à moins qu’une autre force n’agisse à nouveau sur le corps, exerçant un travail sur lui, modifiant sa vitesse et, d’où son énergie cinétique.
L’énergie cinétique est souvent représentée par le symbole E c (il peut s’agir de E + ou E – , selon les cas), bien que les symboles T ou K soient aussi parfois utilisés . Elle est généralement exprimée en Joules (J).
Il est possible de déterminer l’énergie cinétique d’un objet à l’aide de diverses formules de la mécanique classique , telles que : E c = (mv 2 ) / 2 où m est la masse (Kg) de l’objet et v est sa vitesse (m/s ). Ainsi, 1 J = 1Kg.1m 2 /s 2 .
La cinétique, comme tout autre type d’ énergie , peut être convertie en chaleur et en d’autres formes d’énergie.
Voir aussi: Énergie électrique
Energie cinétique selon le phénomène d’étude
L’étude de l’énergie cinétique dépend du cadre théorique requis par le phénomène à analyser :
- En mécanique classique. L’énergie cinétique dépend de la masse et de la vitesse du corps, qui sera toujours bien inférieure à la vitesse de la lumière .
- En mécanique relativiste. On étudie les phénomènes dans lesquels la vitesse de l’objet ( v ) est proche de la vitesse de la lumière, (qui en physique est désignée par la lettre c ). Dans ces cas, la formule de l’énergie cinétique est différente du cas classique puisque, notamment, cette énergie dépend du rapport v/c.
- En mécanique quantique. Des événements impliquant des particules subatomiques , telles que des électrons , sont décrits . C’est une théorie d’un haut degré de complexité, où les grandeurs physiques (y compris l’énergie cinétique) sont décrites avec des fonctions d’onde, qui représentent des probabilités .
Différence entre l’énergie potentielle et l’énergie cinétique
L’énergie cinétique (E c ) et l’énergie potentielle (E p ), additionnées, constituent l’ énergie mécanique (E m ) d’un objet ou d’un système . Cependant, ils diffèrent en ce que si le premier concerne les corps en mouvement, le second concerne la quantité d’énergie accumulée dans un objet au repos.
Dit ainsi, l’énergie potentielle dépend de la façon dont l’objet ou le système est positionné par rapport au champ de force qui l’entoure, tandis que l’énergie cinétique a à voir avec les mouvements qu’il entreprend.
Il existe trois types d’énergie potentielle :
- Énergie potentielle gravitationnelle. Elle est liée à la hauteur à laquelle se trouvent les objets et à l’attraction de la gravité sur eux.
- Énergie potentielle élastique. Il s’agit de la tendance de certains objets à reprendre leur forme d’origine, une fois qu’ils ont été forcés par une force extérieure à la quitter (par exemple, des ressorts).
- Énergie potentielle électrique. Il est défini comme le travail négatif effectué par la force électrostatique pour déplacer une charge d’une position initiale à une position finale.
Voir plus : Énergie potentielle
exemples d’énergie cinétique
Quelques exemples où l’existence de l’énergie cinétique est vérifiée peuvent être:
- Lancer une balle dans les airs . Nous appliquons une force à une balle pour la lancer dans les airs, la laissant tomber à cause de la gravité. Ce faisant, il acquerra une énergie cinétique que, lorsqu’un autre joueur l’attrape, il devra compenser par un travail égal, s’il souhaite l’attraper et le tenir.
- Une voiture de montagnes russes. La voiture d’une montagne russe dans un parc d’attractions présentera une énergie potentielle jusqu’au moment où elle commencera à tomber, et sa vitesse et sa masse lui donneront une énergie cinétique croissante. Ce dernier sera plus important si la voiture est pleine que si elle est vide (car il y aura plus de masse).
- faire tomber quelqu’un au sol . Si nous courons vers un ami et nous jetons sur lui, l’énergie cinétique que nous avons acquise pendant la course va vaincre l’inertie de son corps et nous allons le renverser. A la chute, les deux corps ajouteront l’énergie cinétique conjointe et ce sera finalement le sol qui arrêtera le mouvement.