Pourquoi dit-on que la vitesse est la cause de nombreux accidents ?
Réponse : car lorsque la vitesse est multipliée par 2, l'énergie qu'acquière un véhicule est multipliée par 4. L'énergie due à la vitesse est appelée « énergie cinétique ». En cas de chocs, cette énergie se transforme et c'est elle qui est la cause des dégâts.
I. Énergie cinétique
• Rappel : comment calculer la vitesse moyenne d'un véhicule ? v = \frac {d}{t}
Avec : v la vitesse en mètre par seconde de symbole m/s ; d la distance parcourue en mètres de symbole m ; t le temps de parcours en secondes de symbole s.
• Attention : l'unité de vitesse en physique est le m/s et non comme dans la vie quotidienne en km/h. Pour pouvoir faire le calcul, il faut utiliser des m/s, sinon il faut convertir les km/h en m/s avant le calcul.
• Conversion à retenir : 1 m/s = 3,6 km/h.
• Exemple : un véhicule parcourt 500 km en 4 heures, calculons sa vitesse. 2 possibilités : je calcule en km/h puis je convertis : v = 500 km / 4 h = 125 km/h. Je convertis : v = 125 / 3,6 = 34,72 m/s ; je convertis puis je calcule : d = 500 km = 500 000 m et t = 4 h = 4 × 3600 = 14400 s. Je calcule : v = 500 000 / 14 400 = 34,72 m/s.
• L'énergie cinétique est l'énergie que possède un objet qui se déplace.
• Pour savoir si l'énergie cinétique est proportionnelle à la vitesse, nous devons faire une expérience. Nous allons faire varier la vitesse de la balle en la jetant à différente hauteur. On s'aperçoit que les effets sont de plus en plus importants quand la vitesse augmente.
• L'énergie cinétique n'est donc pas proportionnelle à la vitesse mais à la vitesse au carré.
Ec = 1 ÷ 2 × m × v2.
Avec :
Ec l'énergie cinétique en Joules de symbole J ; m la masse de l'objet en kilogramme de symbole kg ; v la vitesse de l'objet en mètre par seconde de symbole m/s.
• Exemple : si un camion d'une tonne roule à 100 km/h, quelle est son énergie cinétique ?
Attention, il va falloir convertir avant le calcul : :
100 km/h = 100