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A . ENERGIE : SES SOURCES, SES FORMES.
I . LES SOURCES D’ENERGIE.
1 . Energies non renouvelables.
- énergies fossiles : charbon, pétrole, gaz naturel.
- énergie nucléaire (provenant des transformations des noyaux des atomes).
- énergie géothermique (provenant de l’eau chaude extraite du sol).
2 . Energies renouvelables.
- énergie hydraulique (provenant des barrages).
- énergie provenant de la biomasse (végétaux ou animaux).
- énergie solaire (provenant du Soleil).
- énergie éolienne (provenant du vent).
II . LES UNITES D’ENERGIE.
 Unité d’énergie dans le système international M.K.S.A. : le joule (symbole J)
 Autres unités :
- le kilowattheure (kW.h) ; 1kW.h = 3,6  106 J (cette valeur n’est pas à mémoriser).
- la tonne équivalent pétrole (t.e.p.) ; 1 t.e.p. = 4,2  1010 J (cette valeur n’est pas à
mémoriser).
III . LES FORMES D’ENERGIE.
1 . Définition de l’énergie.
Un système possède de l’énergie s’il est capable, plus ou moins directement, de mettre un objet
en mouvement.
Remarque : L’objet peut être le système lui même ou une partie du système.
exemple 1 : un ressort comprimé peut mettre en mouvement une bille. Le système ressort, tirette
possède donc de l’énergie.
energie energie
exemple 2 : le système essence, air possède de l’énergie car par combustion dans un moteur, il peut
mettre un véhicule en mouvement.
essence,air
véhicule
mise en mouvement
au repos non
comprimé
au repos comprimé
tirette
Ressort, tirette
Bille
mise en mouvement

2 . L’énergie mécanique Em.
a . L’énergie cinétique Ec.
 Définition
L’énergie cinétique Ec d’un corps est l’énergie qu’il possède du fait de sa vitesse dans ce
référentiel. Cette énergie augmente avec la vitesse.
 Exemple.
Une voiture en mouvement possède de l’énergie cinétique ; elle peut mettre en mouvement un
obstacle qu’elle percuterait ou continuer de se mouvoir moteur coupé !
b . L’énergie potentielle de position Ep.
 . Définition.
L’énergie potentielle Ep d’un système est l’énergie que possède ce système du fait des positions
relatives des différentes parties du système en interaction.
 . Energie potentielle de pesanteur d’un système objet, Terre.
Dans la position A de l’objet, le système objet, Terre
possède de l’énergie potentielle de pesanteur due à la position
de cet objet par rapport à la Terre et à leur interaction.
Cette énergie potentielle croît avec l’altitude z.
L’interaction est ici due au poids P de l’objet exercé par la Terre
sur l’objet et à la force opposée exercée par l’objet sur la Terre.
Ce système possède incontestablement de l’énergie puisque lâché, l’objet se met en mouvement.
 . Energie potentielle élastique d’un système objet, ressort.
Le système objet, ressort possède une énergie
potentielle élastique due à la position de l’objet en
interaction avec le ressort. Elle augmente avec
l’allongement x.
L’interaction est ici due à la tension du ressort T
exercée par le ressort sur l’objet et à la force opposée
exercée par l’objet sur le ressort.
Ce système possède incontestablement de l’énergie puisque lâché il se met lui même en mouvement.
c . Energie mécanique Em d’un système.
L’énergie mécanique Em d’un système est la somme de son énergie cinétique et de son énergie
potentielle.
Em = Ec + Ep
J J J
A
B
Terre
m
R
R
m
au repos
étiré
Voiture
obstacle
mise en mouvement
Ec 
Ec 
z
x

B . ENERGIE
CINETIQUE ,POTENTIELLE ,MECANIQUE,THEOREME DE
L’EC,.
. L’ENERGIE CINETIQUE Ec.
1 . Définition de l’énergie cinétique d’un point matériel.
a . Définition du point matériel.
On appelle point matériel de masse m, tout solide de masse m, de petite dimension et dont la
vitesse de rotation autour d’un axe passant par son centre d’inertie G est faible.
Exemple : une balle de fusil (à canon non strié) de masse m et de centre d’inertie G peut être
assimilée à un point matériel G de masse m.
Contre exemple : une bille roulant sur un plan incliné, tourne autour d’un axe passant par son
centre d’inertie G et ne peut donc pas être assimilée à un point matériel .
b . Définition de l’énergie cinétique Ec d’un point matériel.
L’énergie cinétique Ec d’un point matériel dans un référentiel donné est égale au demi produit
de sa masse m par le carré de sa vitesse v dans ce référentiel.
c . Effet d’une force  sur l’énergie cinétique Ec d’un point matériel.
. Cas d’une force de même direction que le vecteur vitesse du
point matériel.
Une force  appliquée à un point matériel et de même direction que son vecteur vitesse ,
modifie la valeur de la vitesse v et donc son énergie cinétique Ec :
- si  et  ont même sens, v et Ec augmentent ;
- si  et  ont des sens opposés, v et Ec diminuent.
Exemple : point matériel lancé verticalement vers le haut.
Pendant l’ascension le poids  du corps et le vecteur vitesse  sont
verticaux et de sens opposés, v et Ec diminuent. (fig a)
Pendant la descente, le poids  du corps et le vecteur vitesse  sont
verticaux et de même sens, v et Ec augmentent. (fig b)
 . Cas d’une force  orthogonale au vecteur vitesse  du point
matériel.
Ec=
².
2
1Vm
J kg m.s-1
fig
a
fig b
m

Une force  orthogonale au vecteur vitesse d’un point matériel ne modifie ni la valeur de sa
vitesse, ni celle de son énergie cinétique Ec , mais seulement la direction du vecteur vitesse.
Exemple : mouvement d’un satellite (assimilé à un point matériel) autour de la Terre.
La force  responsable de la trajectoire quasi circulaire d’un satellite artificiel de la Terre est la force
de gravitation (pratiquement égale au poids).
III . ENERGIE POTENTIELLE DE PESANTEUR D’UN SYSTEME
OBJET ; TERRE}
1 . Son expression.
L’énergie potentielle Ep d’un système S =  Objet ; Terre} a pour expression :
Ep(z) = m  g  z + C
J kg N.kg-1 m J
- m est la masse de l’objet ;
- z est la coordonnée (ou cote) du c.d.i G de l’objet dans le repère (O ,  )
vertical et vers le haut.
- g est la valeur du champ de pesanteur terrestre ;
- C est une constante arbitraire.
Remarque 1 : Ep(z) peut avoir plusieurs valeurs selon celles de C.
Remarque 2 : la valeur de C n’intervient pas dans le calcul d’une variation de Ep :
Ep = Ep2 - Ep1 = (mgz2 + C ) - (mgz1 + C ) = mg(z2 - z1)
2 . Détermination de la constante C.
 Pour déterminer C, il faut fixer l’énergie potentielle Ep (souvent appelée énergie potentielle
de référence) pour une valeur de z donnée. C’est souvent l’énoncé de l’exercice qui l’indique.
 Si on choisit de prendre Ep = 0 pour z = 0, alors C = 0 et Ep(z) = m . g . z.
IV TRAVAIL D’UNE FORCE
1 . Evaluation du travail d’une force vectoriellement constante.
a . La force est orthogonale au vecteur déplacement déplacement AB
.
W(F) = 0
b . La force a la direction du vecteur déplacement AB (même sens ou
pas).
 satellite
Terre
O
z
m
G
S
F
A
B

W(F| | ) = + F| |  l avec l = AB W( F| |) = - F| |  l avec l = AB
c . La force  est quelconque.
V THEOREME DE L’ENERGIE CINETIQUE DE TRANSLATION
La variation d’énergie cinétique d’un solide entre deux dates est égale à la somme algébrique
des travaux des forces extérieure appliquées au système
Ec final –Ec initial = W
F
VI THEOREME DE L’ENERGIE CINETIQUE DE ROTATION
a .Ec d’un solide en rotation.
Nous savons que Ec=
2
1
Mv2 =
2
1
M(R)2=
2
1
(MR2) 2
Car V=R
Or MR2 est appelé J le moment d’inertie du solide par rapport à l’axe de rotation
Donc
Ec=
2
1
J 2
A
B
F| |
F
La force quelconque  peut toujours se
décomposer en une force orthogonale au
déplacement (F) et en une force parallèle au
déplacement (F| |) :
F = F + F| |
W(F) = W (F) + W( F| |) = 0  F ||  l ; W(F) = W
(F| |)
On dit que la force F| | est résistante et
que le travail de cette force est résistant.
On dit que la force F| | est motrice et
que le travail de cette force est moteur.
A
B
F| |
A
B
F| |
J N m J N m
 la force a le sens du déplacement
 la force a le sens opposé à celui du
déplacement
J
Kg.m2
Rad/s