Cours de physique 1° S - Chapitre B5 :
TRANSFERTS D'ENERGIE PAR TRAVAIL
1. Energie cinétique 1.1. D'un point matériel
L'énergie cinétique Ec d'un objet ponctuel de masse m, ayant une vitesse instantanée v est donnée par l'expression : Ec = m v2
Unités S.I : m (kg) v (m. s-1) Ec (J) 1.2. D'un solide en translation
L'énergie cinétique d'un solide est égale à la somme de l'énergie cinétique de chacun de ses points : Ec =
Tous les points d'un solide en translation ont la même vitesse v, on peut donc écrire :
Ec = =
2. Energie potentielle de pesanteur 2.1. Expression littérale
L'énergie potentielle d'un solide est une énergie due à sa position par rapport à la Terre. Elle dépend de l'altitude de son centre d'inertie G.
En choisissant un axe Oz vertical et orienté vers le haut, elle s'exprime sous la forme :
Epp = m. g. z unités S.I : m (kg) g (N. kg-1) z (m) Epp (J)
Remarques :
Si l'axe Oz est orienté vers le bas (à éviter), l'expression de l'énergie potentielle de pesanteur devient : Epp = - m g z
La valeur de l'altitude z du centre d'inertie du solide dépend de l'origine, arbitraire, de l'axe Oz. Il en est de même de la valeur l'énergie potentielle de pesanteur. On dit qu'elle est définie à une constante additive près.
3. Energie mécanique 3.1. Définition
L'énergie mécanique EM d'un solide est égale à la somme de son énergie cinétique Ec et de son énergie potentielle de pesanteur Epp.
EM = Ec + Epp
Elle s'exprime en joule (J).
L'énergie mécanique, comme l'énergie potentielle, dépend de l'origine des altitudes elle est donc définie à une constante additive près. 3.2. Expression dans le cas d'un solide en translation
L'énergie d'un solide de masse m, animé d'un mouvement de translation à la vitesse v s'exprime sous la forme :
EM =