15. Energie mécanique
Aux diverses interactions fondamentales, on peut associer des formes d’énergie.
Nous nous intéresserons ici à l’énergie mécanique des systèmes, constituée de 2 formes d’énergie : l’énergie cinétique et l’énergie potentielle.
A- L’énergie cinétique
1. Mouvement de translation rectiligne
Après avoir précisé le repère choisi, on peut distinguer différents types de mouvements d’un système :
· Lorsqu’on étudie un système en mouvement, on constate que tous les points n’ont pas forcément la même trajectoire : s’ils ont effectivement la même trajectoire, on dit qu’il s’agit d’un mouvement de translation. Sinon, on dit qu’il s’agit d’un mouvement de rotation. · Lorsque les différentes positions d’un point au cours du temps sont alignées, on dit que le mouvement est rectiligne. Dans le cas contraire, on dit qu’il est curviligne.
Quelle est la nature du mouvement du skateur ? C’est un mouvement de translation rectiligne.
2. Calcul de la vitesse
La vitesse moyenne d’un objet en mouvement rectiligne s’exprime par la relation :
Avec d en m, Dt en s et v en m.s-1
Celle-ci ne correspond pas forcément à sa vitesse instantanée. On dit alors : · Si la vitesse instantanée augmente au cours du mouvement, on dit que le mouvement est accéléré. · Si la vitesse instantanée est constante au cours du mouvement, on dit que le mouvement est uniforme. · Si la vitesse instantanée diminue au cours du mouvement, on dit que le mouvement est ralenti.
Que peut-on dire pour le skateur dans la situation précédente ? Son mouvement est accéléré.
3. Energie cinétique
Cette forme d’énergie dépend de la vitesse et de la masse de l’objet en mouvement. Pour un objet en mouvement de translation, on a la relation :
Avec m en kg, v en m.s-1 et EC en J.
Remarque : si la vitesse double alors l’énergie cinétique est quadruplée. On comprend ainsi aisément l’importance de la vitesse dans la gravité des accidents, et de la nécessité de sa limitation.
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