Formes d'énergie

Formes d'énergie cinétique

Exemples d'énergie cinétique dans la vie quotidienne, l'énergie cinétique est peut-être la forme d'énergie la plus souvent observée et la plus intuitive pour les humains, StudySmarter Originals.

L'énergie cinétique dépend de deux facteurs. La masse de l'objet et la vitesse à laquelle il se déplace.

$E_K=\frac{1}{2}m{v}^2$

$\mathrm{Kinetic}\mathrm{energy}=0.5\times \mathrm{mass}\times {\mathrm{velocity}}^2$

Où$E_k$est l'énergie cinétique en joules$\left(\mathrm{J}\right)$,$m$est la masse en kilogrammes$\left(\mathrm{kg}\right)$et$v$est la vitesse en mètres par seconde$\left(\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}\right)$.

Rappelle-toi que nous pouvons appliquer une force extérieure pour accélérer un objet. Lorsque cela se produit, nous disons qu'un travail a été effectué sur l'objet.

Le travail effectué sur un objet modifie son énergie cinétique. Par conséquent, nous pouvons calculer le travail comme étant le changement d'énergie cinétique.

$W=\Delta E_K$

ou en d'autres termes

$\mathrm{Workdone}=\mathrm{change}\mathrm{in}\mathrm{kinetic}\mathrm{energy}$

Il faut la même quantité de travail pour amener un corps à une vitesse donnée que pour l'arrêter une fois qu'il se déplace à cette vitesse. Cependant, le travail effectué sera négatif dans ce dernier cas car la force doit agir contre le mouvement de l'objet.

Il existe deux types d'énergie cinétique :

Un objet qui se déplace en ligne droite possède une énergie cinétique de translation

Un objet en rotation possède une énergie cinétique de rotation.

Examinons maintenant l'énergie thermique qui est également liée à l'énergie cinétique.

L'énergie thermique

Lachaleur ou l'énergie thermique est produite en raison du mouvement des atomes. En d'autres termes, il s'agit de l'énergie cinétique des atomes, des molécules ou des ions. Le transfert de chaleur se fait toujours d'un point à température élevée vers un autre à température plus basse. Ilexiste trois façons de transférer la chaleur entre deux corps : la conduction, la convection et le rayonnement.

Autres formes d'énergie cinétique

• Énergie sonore - Les ondes sonores transfèrent l'énergie à travers les molécules d'air sous forme de vibrations ou d'énergie cinétique des molécules d'air.

• Énergie rayonnante ou énergie lumineuse - L'énergierayonnante est libérée lorsque les photons dissipent de l'énergie dans l'environnement. Elle se propage sous forme de rayonnement électromagnétique. Un transfert d'énergie se produit lorsque la lumière entre en contact avec une surface extérieure - par exemple, la photosynthèse chez les plantes et la lumière qui tombe sur les panneaux solaires.

Nous avons maintenant une idée claire de la façon dont un objet qui bouge possède de l'énergie cinétique. Voyons maintenant comment un objet peut stocker de l'énergie.

Formes d'énergie : L'énergie potentielle

Lorsque quelqu'un dit qu'il a un potentiel, cela signifie qu'il a la capacité de faire quelque chose grâce à ses aptitudes innées. Une logique similaire s'applique à l'énergie potentielle.

L'énergie potentielle est une énergie stockée qui peut être libérée pour travailler ou augmenter l'énergie cinétique. Il existe différents types d'énergie potentielle. Passons en revue quelques-uns d'entre eux.

Énergie potentielle gravitationnelle

Tu as peut-être remarqué qu'une pierre fait plus d'éclaboussures lorsqu'elle tombe dans l'eau si on la lâche d'une plus grande hauteur. Lorsque nous élevons un objet dans un champ gravitationnel, il acquiert de l'énergie potentielle gravitationnelle (EPG). Plus nous élevons la pierre, plus elle acquiert d'énergie potentielle. Ensuite, lorsque nous la laissons tomber, cette énergie potentielle se transforme en énergie cinétique lorsque la pierre tombe.

L'énergie potentielle gravitationnelle d'un objet dépend de sa hauteur, de la force du champ gravitationnel dans lequel il se trouve et de la masse de l'objet.

$E_P\mathit{=}\mathit{}mgh$

ou en d'autres termes

où$E_P$est l'énergie potentielle gravitationnelle en$\mathrm{joules}\left(\mathrm{J}\right)$,$m$est la masse de l'objet en$\mathrm{kilograms}\left(\mathrm{kg}\right)$,$\mathrm{h}$est la hauteur en$\mathrm{meters}\left(\mathrm{m}\right)$et$g$est l'intensité du champ gravitationnel sur Terre$(9.8\mathrm{N}/\mathrm{kg})$.

La variation de l'énergie potentielle d'un système définit le travail effectué sur celui-ci.

$∆E_P=W$

ou en mots

$\mathrm{Change}\mathrm{in}\mathrm{gravitational}\mathrm{potential}\mathrm{energy}=\mathrm{Work}\mathrm{done}\mathrm{to}\mathrm{lift}\mathrm{the}\mathrm{object}$

Énergie potentielle chimique

Cette énergie est transférée lorsque les liaisons se brisent au cours des réactions chimiques. Voici quelques exemples courants de transfert d'énergie chimique :

• La combustion du charbon convertit l'énergie chimique en chaleur et en lumière.

• Les batteries stockent l'énergie chimique, qui est convertie en énergie électrique.

• Les feuilles convertissent l'énergie du soleil en énergie chimique.

Énergie potentielle élastique

L'énergie mécanique

Qu'est-ce que l'énergie mécanique ?

Elle est donnée par l'équation suivante :

$E_{\text{mechanical}}=E_P+E_K$

ou en d'autres termes

$\mathrm{Mechanical}\mathrm{energy}=\mathrm{Potential}\mathrm{energy}+\mathrm{Kinetic}\mathrm{energy}$

Exemples de transfert d'énergie

Chaque fois que l'état d'un système change, l'énergie se transfère d'un état à un autre. L'énergie peut être transférée de différentes manières :

• Transfert d'énergie mécanique
• Transfert d'énergie électrique
• Transfert d'énergie thermique
• Transfert d'énergie par rayonnement

Travaillons sur quelques exemples qui permettront de tester ta compréhension des concepts que nous avons abordés dans cet article.

Qu'en est-il des conversions d'énergie lorsqu'un objet tombe ? Découvrons-le à l'aide de notre prochain exemple.