Énergiemécanique est quantité physique montée, mesuré en joules, selon le SI. C'est la somme des énergies cinétique et potentielle d'un système physique. Dans les systèmes conservateurs, c'est-à-dire sans friction, l'énergie mécanique reste constante.
Voir aussi :Électrostatique: qu'est-ce que la charge électrique, l'électrification, la statique et d'autres concepts
Introduction à l'énergie mécanique
Lorsqu'une particule de masse se déplacelibrement à travers l'espace, c'est sûr rapidité et sans subir l'action de force certains, on dit qu'il emporte avec lui une quantité de énergie purecinétique. Cependant, si cette particule commence à subir une sorte d'interaction (gravitationnel, électrique, magnétique ou élastique, par exemple), on dit qu'il a aussi un énergiepotentiel.
L'énergie potentielle est donc une forme d'énergie qui peut être stockée ou stockée; tandis que l'énergie cinétique est celle relative à la vitesse de la particule.
Maintenant que nous avons défini les concepts d'énergie cinétique et d'énergie potentielle, nous pouvons mieux comprendre ce qu'est l'énergie mécanique: c'est la totalité de l'énergie liée à l'état de mouvement d'un corps.
Voir aussi: Éléments, formules et principaux concepts liés aux circuits électriques
Formules d'énergie mécanique
La formule de énergiecinétique, qui se rapporte à Pâtes (m) et le rapidité (v) du corps, ça y est, vérifiez :
ETÇ - énergie cinétique
m - Pâtes
v - rapidité
P - quantité de mouvement
LES énergiepotentiel, à son tour, il existe sous différentes formes. Les plus courantes, cependant, sont les énergies potentielles gravitationnelles et élastiques, dont les formules sont présentées ci-dessous :
k – constante élastique (N/m)
X – déformation
Tandis que le énergie potentielle gravitationnelle, comme son nom l'indique, est liée à la gravité locale et à la hauteur à laquelle se trouve un corps par rapport au sol, la énergiepotentielélastique il survient lorsqu'un corps élastique est déformé, comme lorsqu'on tend un élastique.
Dans cet exemple, toute l'énergie potentielle est « stockée » dans l'élastique et peut être consultée plus tard. Pour cela, il suffit de relâcher la bande pour que toute l'énergie potentielle élastique soit transformée en énergie cinétique.
La somme de ces deux formes d'énergie - cinétique et potentielle - est appelée énergie mécanique:
ETM - énergie mécanique
ETÇ - énergie cinétique
ETP - énergie potentielle
Conservation de l'énergie mécanique
LES conservation de l'énergie est l'un des principes de la physique. Selon lui, la quantité totale d'énergie dans un système doit être conservée. En d'autres termes, le l'énergie n'est jamais perdueou alorscréé, mais plutôt convertis en différentes formes.
Bien sûr, le principe de conservation de l'énergie mécanique découle du principe de conservation de l'énergie. On dit que l'énergie mécanique est conservée quand il n'y en a pasforces dissipatives, comme le frottement ou la traînée de l'air, capable de le transformer en d'autres formes d'énergie, telles que thermique.
vérifier exemples:
Lorsqu'une caisse lourde glisse sur une rampe à friction, une partie du l'énergie cinétique de la boîte est dissipée, et puis l'interface entre le caisson et la rampe souffre un peu augmentation de Température: C'est comme si l'énergie cinétique de la boîte était transférée aux atomes à l'interface, les faisant osciller de plus en plus. La même chose se produit lorsque nous appuyons sur le frein d'une voiture: le disque de frein devient de plus en plus chaud, jusqu'à ce que la voiture s'arrête complètement.
Voir aussi :Qu'est-ce que la force de frottement? Consultez notre carte mentale
Dans un situation idéale, dans lequel le mouvement se produit sans l'action de forces dissipatives, l'énergie mécanique sera conservée. Imaginez une situation où un corps se balance librement sans aucun frottement avec l'air. Dans cette situation, deux points A et B, relatifs à la position du pendule, suivent cette relation :
ETMAL – Énergie mécanique au point A
ETMo – Énergie mécanique au point B
ETICI – Énergie cinétique au point A
ETCB – Énergie cinétique au point B
ETPOÊLE – Énergie potentielle au point A
ETPB – Énergie potentielle au point B
Étant donné deux positions d'un système physique idéal et sans friction, l'énergie mécanique au point A et l'énergie mécanique au point B seront de grandeur égale. Cependant, il est possible que, dans différentes parties de ce système, les énergies cinétique et potentielle changent de mesure de sorte que leur somme reste la même.
Voir aussi: 1ère, 2ème et 3ème lois de Newton - Introduction, Mind Map et Exercices
Exercices sur l'énergie mécanique
Question 1) Un camion de 1500 kg roule à 10 m/s sur un viaduc de 10 m, construit au-dessus d'une avenue très fréquentée. Déterminer le module d'énergie mécanique du camion par rapport à l'avenue.
Données: g = 10 m/s²
a) 1.25.104 J
b) 7,25.105 J
c) 1 5105 J
d) 2.25.105 J
e) 9.3.103 J
Modèle: Lettre D
Résolution:
Pour calculer l'énergie mécanique du camion, on va additionner l'énergie cinétique avec l'énergie potentielle de gravitation, observer :
Sur la base du calcul ci-dessus, nous avons constaté que l'énergie mécanique de ce camion par rapport au sol de l'avenue est égale à 2,25.105 J, donc, la bonne réponse est la lettre d.
Question 2) Un réservoir d'eau cubique de 10 000 l est rempli à la moitié de son volume total et placé à 15 m du sol. Déterminer l'énergie mécanique de ce réservoir d'eau.
a) 7.5.105 J
b) 1.5.105 J
c) 1.5.106 J
d) 7.5.103 J
e) 5.0.102 J
Modèle: Lettre a
Résolution:
Une fois le réservoir d'eau rempli à la moitié de son volume et sachant que 1 l d'eau correspond à une masse de 1 kg, nous calculerons l'énergie mécanique du réservoir d'eau. Ainsi, il est important de réaliser qu'au repos, l'énergie cinétique du corps est égale à 0, et donc son énergie mécanique sera égale à son énergie potentielle.
D'après le résultat obtenu, la bonne alternative est la lettre a.
Question 3) Concernant l'énergie mécanique d'un système conservateur, exempt de forces dissipatives, vérifier l'alternative corriger:
a) En présence de friction ou d'autres forces dissipatives, l'énergie mécanique d'un corps en mouvement augmente.
b) L'énergie mécanique d'un corps qui se déplace sans l'action de forces dissipatives reste constante.
c) Pour que l'énergie mécanique d'un corps reste constante, il faut que, lorsqu'il y a augmentation de l'énergie cinétique, il y ait aussi une augmentation de l'énergie potentielle.
d) L'énergie potentielle est la partie de l'énergie mécanique liée à la vitesse à laquelle le corps se déplace.
e) L'énergie cinétique d'un corps qui se déplace sans l'action de forces dissipatives reste constante.
Modèle: La lettre B
Résolution:
Regardons les alternatives :
Le) FAUX - en présence de forces dissipatives, l'énergie mécanique diminue.
B) RÉEL
ç) FAUX - s'il y a une augmentation de l'énergie cinétique, l'énergie potentielle doit diminuer pour que l'énergie mécanique reste constante.
ré) FAUX - L'énergie cinétique est la partie de l'énergie mécanique liée au mouvement.
et) FAUX - dans ce cas, l'énergie cinétique diminuera en raison des forces dissipatives.
Par Rafael Hellerbrock
Professeur de physique
La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-mecanica.htm
