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Les formes et la conservation de l'énergie

Énergie

L'énergie d'un système exprime sa capacité à modifier l'état d'autres systèmes avec lesquels il est en interaction. Son unité est le joule (J).

Énergie Cinétique Potentielle de pesanteur Mécanique
Liée à... La vitesse du système L'altitude du système Le mouvement du système
Expression \(\displaystyle{E_{c \left(J\right)} = \dfrac{1}{2} \times m_{\left(kg\right)} \times v^{2}_{\left(m.s^{-1}\right)}}\)

\(\displaystyle{E_{PP \left(J\right)} = m_{\left(kg\right)} \times g_{\left(N.kg^{-1}\right)} \times z_{\left(m\right)}}\),

où g est l'intensité de la pesanteur : g = 9,81 N.kg−1

\(\displaystyle{EM \left(J\right) = EC \left(J\right)+ Epp \left(J\right)}\)

\(\displaystyle{v_{\left(m.s^{-1}\right)} = \dfrac{v_{\left(km.h^{-1}\right)}}{3,6}}\) et \(\displaystyle{v_{\left(km.h^{-1}\right)} = 3,6 \times v_{\left(m.s^{-1}\right)}}\)

Principe de conservation de l'énergie

L'énergie d'un système isolé ne peut être ni créée ni détruite : elle se conserve.

Chute libre

Un solide est en chute libre quand il n'est soumis qu'à son poids ou que les autres forces qui s'exercent sur lui sont négligeables devant son poids.

Conservation de l'énergie mécanique

Si la seule force qui s'exerce sur un solide est son poids (ou si les autres forces se compensent), son énergie mécanique se conserve :

\(\displaystyle{\Delta E_{m} = 0}\) J.

C'est le cas pour un solide en chute libre.

Lors d'une chute libre (les frottements étant inexistants ou négligeables), puisque l'énergie mécanique se conserve les transferts d'énergie cinétique en énergie potentielle de pesanteur se font donc sans pertes.

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Énergie cinétique, potentielle de pesanteur et mécanique en fonction du temps lors du mouvement parabolique sans frottements d'une balle lancée

Lors d'une chute, si les frottements ne sont pas négligeables, l'énergie mécanique ne se conserve pas car une partie de l'énergie est dissipée (perdue) lors des transferts d'énergie cinétique en énergie potentielle de pesanteur.

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Énergie cinétique, potentielle de pesanteur et mécanique en fonction du temps lors du mouvement parabolique avec frottements d'une balle lancée