Introduction

L'énergie mécanique d'un système correspond à la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle. Le principe de conservation stipule que cette énergie reste constante dans un système isolé, sans forces dissipatives comme la friction.

Définitions

• Énergie cinétique (\(E_c\)) : énergie liée au mouvement d’un objet, donnée par la formule

     \(E_c = \dfrac{1}{2} m v^2\)

• Énergie potentielle gravitationnelle (\(E_p\)) : énergie liée à la position vertical d’un objet, donnée par

     \(E_p = m g h\)

Principe de conservation

Dans un système sans dissipations d’énergie, l'énergie mécanique totale \(E_{méc}\) est constante :

   \(E_{méc} = E_c + E_p = 	ext{constant}\)

Autrement dit, si un objet descend une pente sans frottement, sa perte d’énergie potentielle se transforme en énergie cinétique.

Illustration

Supposons un objet de masse \(m = 2\,kg\) placé à une hauteur \(h = 5\,m\). Au sommet, son énergie mécanique est purement potentielle :

   \(E_{p0} = m g h = 2 	imes 9,8 	imes 5 = 98\,J\)

En descendant, cette énergie se transforme en énergie cinétique :

   \(E_c = E_{p0} = 98\,J\)

Au point le plus bas, l’énergie potentielle est nulle, et toute l’énergie est cinétique :

   \(E_c = E_{méc} = 98\,J\)