Ce cours explique les différentes formes d'énergie mécanique : cinétique et potentielle, et leur conversion.

Objectifs

Comprendre ce qu’est l’énergie cinétique et potentielle.
Identifier la différence entre énergie cinétique, potentielle et mécanique.
Savoir calculer ces énergies et analyser leur conversion dans un phénomène mécanique.

Notions clés

Énergie cinétique (\(E_{cin}\)) : l’énergie liée au mouvement d’un corps, donnée par \[ E_{cin} = \frac{1}{2} m v^2 \], où \(m\) est la masse et \(v\) la vitesse.
Énergie potentielle (\(E_{pot}\)) : l’énergie liée à la position d’un corps dans un champ de force, par exemple la gravitation, donnée par \[ E_{pot} = m g h \], où \(h\) est la hauteur.
Énergie mécanique (\(E_{meca}\)) : la somme de l’énergie cinétique et potentielle, c’est-à-dire \[ E_{meca} = E_{cin} + E_{pot} \].

Voir la résolution d’un exemple

Un skieur de masse 50 kg descend une piste à une vitesse de 10 m/s. Calculer son énergie cinétique.

Utiliser la formule \[ E_{cin} = \frac{1}{2} m v^2 \].

Étape 1 : Identifier les valeurs : \(m=50\,kg\), \(v=10\,m/s\).

Étape 2 : Remplacer dans la formule : \[ E_{cin} = \frac{1}{2} \times 50 \times 10^2 \].

Étape 3 : Calculer : \[ E_{cin} = 25 \times 100 = 2500\,J \].

L’énergie cinétique dépend de la masse et de la vitesse.
L’énergie potentielle dépend de la hauteur dans un champ gravitationnel.
Lors du mouvement, l’énergie mécanique se conserve en absence de frottements, elle se transforme entre cinétique et potentielle.

Énergie cinétique

Energ. liée au mouvement : \(E_{cin} = \frac{1}{2} m v^2\)

Énergie potentielle

Énerg. liée à la position : \(E_{pot} = m g h\)

Énergie mécanique

Somme des énergies cinétique et potentielle