L’énergie cinétique : qu’est ce que c’est ?

Publié le : 14 décembre 20214 mins de lecture

L’énergie est un concept utilisé dans de nombreux domaines. Cependant, même si ce concept semble un peu banal, il a un sens très précis en physique. Parmi les énergies figure l’énergie cinétique. Mais qu’est-ce que c’est ?

Qu’est-ce que l’énergie cinétique ?

L’énergie cinétique est l’énergie possédée par un objet en mouvement par rapport au référentiel donné. Pour faire bouger un objet, vous devez appliquer une force. Lorsque le point d’action se déplace, alors on dit que cette force est à l’œuvre : il y a transfert d’énergie. Le travail est la cause du changement d’énergie cinétique d’un objet lorsqu’il est soumis à cette force. L’énergie cinétique exprimée en Joules (J) dépend de la vitesse et de la masse et de l’objet.

L’énergie cinétique peut aussi être transférée depuis un système vers un autre, mais elle peut également être transformée en une autre forme d’énergie. Si une boule de billard qui est en mouvement, par exemple, entre en collision avec une autre boule stationnaire, alors, pour la boule en mouvement, une partie de l’énergie cinétique sera transférée à la deuxième boule, et la deuxième boule commencera à se déplacer. Une partie de l’énergie cinétique de cette première boule peut également être dissipée sous d’autres formes d’énergie.

Comment calculer l’énergie cinétique ?

Pour pouvoir trouver l’expression de l’énergie cinétique, la notion de travail est utilisé. Dans un cas simple, on s’intéresse plus au travail W de la force F. Dans ce cas, un objet de masse m se déplace d’une distance d sur le plan horizontal sous l’action d’une force parallèle à la surface. On a alors, W=F*d ou W=m*a*d. Et on obtient, grâce aux équations de cinématique, l’énergie cinétique Ec=1/2*m*v2.

Ce résultat général est appelé théorème de l’énergie cinétique ; il est valable même dans le cas de forces de normes et de directions différentes. Ce théorème et les concepts plus généraux de conservation de l’énergie et des forces conservatrices sont très utiles pour résoudre des problèmes mécaniques.

Pourquoi cette énergie est intéressante ?

Concernant l’énergie cinétique, plusieurs points intéressants peuvent être déduits de son expression. L’énergie cinétique dépend essentiellement du carré de la vitesse d’un objet. Ainsi, lorsque la vitesse d’un objet double, son énergie cinétique est multipliée par quatre. Par exemple, une voiture roulant à 100 km/h a quatre fois l’énergie cinétique d’une voiture roulant à 50 km/h ; par conséquent, en cas d’accident, le risque de dommages et de blessures est supérieur au simple facteur 2 qui est au rapport des vitesses.

L’énergie cinétique doit toujours être supérieure ou égale à zéro. En fait, la vitesse peut être positive ou négative, mais le carré de la vitesse est positif ou nul.

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