L'énergie mécanique

Ceci ressemble à une balançoire. Oui, en effet. Mais ce n'est pas seulement ça. C’est aussi une expérience de physique. Lorsque la balançoire est dans cette position, elle est chargée d’énergie.

Comme elle est positionnée si haut, elle peut se déplacer vers le bas, sans qu'on ait à ajouter d’énergie. On a une possibilité, un potentiel, de libérer cette énergie. On peut donc l'appeler énergie potentielle. On descend, libérant l'énergie potentielle. Faites une pause ici !

Maintenant, avec la balançoire dans sa position la plus basse, elle n’a plus du tout d’énergie potentielle. Mais elle est en mouvement, donc elle a une autre forme d’énergie : l’énergie du mouvement. Ou, en utilisant le terme approprié, l'énergie cinétique. Relance la vidéo. Arrête ici !

L'énergie cinétique a poussé la balançoire vers l'avant et vers le haut, contre la force de gravité. Quel genre d'énergie la balançoire a-t-elle maintenant ? L'énergie potentielle ! L'énergie dans le mouvement bascule entre le potentiel et le cinétique, d'avant en arrière. À son apogée, elle n'a que de l'énergie potentielle. Et à son point bas, elle n'a que de l'énergie cinétique.

Regarde ce diagramme. Lorsque l'énergie potentielle est à son plus haut, l'énergie cinétique est à son plus bas. Et vice versa. L’énergie totale de la balançoire - celle qu'on obtient quand on combine l'énergie potentielle et cinétique - est constante. Elle est conservée.

C'est l'énergie mécanique. L'énergie mécanique est égale à l'énergie potentielle plus l'énergie cinétique. Et l'énergie mécanique est conservée. Ou alors. Ce n’est pas totalement conservé.

Lorsque le mouvement va et vient, il ralentit un peu, par frottement et résistance à l’air. Alors, une partie de l'énergie cinétique est convertie en chaleur. C’est pourquoi la balançoire s’arrête au bout d'un certain temps. Sauf si tu la pousses bien sûr. Mais alors tu la charges, avec une nouvelle énergie cinétique.

Donc, on peut dire : L'énergie mécanique dans un système est conservée, sauf qu'elle peut être réduite par frottement et qu'elle peut être modifiée par des forces extérieures. Voici une montagne russe. Ou comme on le surnomme : un sacré bon exemple de conservation d'énergie mécanique. D'abord, on tire les wagons jusqu'au sommet de la côte. Maintenant, ils sont complètement chargés d'énergie potentielle.

Ensuite, on y va, et la gravité fait son travail. Cinétiiiiiiiiiiiique Potentieeeel Cinétiiiiiiiiiiiique Potentieeeeel énergie. Cinétique - potentiel - cinétique. Une montage russe a peu de friction et de résistance à l'air, donc l'énergie mécanique est presque constante. Voici une autre expérience.

Un lancer de lance-pierre. Et si Kim lançait la pierre ici ? Houuups.. C'est aussi de l'énergie potentielle. Mais ça fonctionne un peu différemment.

L'énergie potentielle qu'on a vue avec la balançoire et les montagnes russes dépend de leur hauteur. Le potentiel était récupéré par la gravité. On l'appelle donc énergie potentielle de pesanteur. Mais l'énergie potentielle du lance-pierre n'a rien à voir avec la gravité. Ici, l'énergie est stockée dans un élastique étiré.

C'est l'énergie potentielle élastique. Et elle peut aussi être convertie en énergie cinétique. Aaaaaaaaah ! Énergie potentielle Plus énergie cinétique Égale à l'énergie mécanique.