La conservation de l'énergie
Rappels :
Système : objet(s) dont on étudie le mouvement. Le système peut
être constitué d'un ou de plusieurs objets.
Référentiel : objet utilisé comme référence dans l'étude du
mouvement d'un système. Exemples : référentiel terrestre,
géocentrique, héliocentrique.
Vitesse (moyenne): rapport de la distance parcourue par le système
sur la durée de parcours. v = d/Δt (d en m, Δt en s, v en m.s-1).
La vitesse est toujours définie par rapport à un référentiel.
Conversion : 1 m.s-1 = 3,6 km.h-1
Solide en translation : tous les points du solide ont le même
mouvement (trajectoire et vitesse). Exemple : cabine de
téléphérique, cabine de roue foraine...
Si les dimensions du système sont petites par rapport à celle du
domaine où il se déplace, on pourra assimiler ce système à un point
matériel. Ce point concentrera alors toute la masse du système.
Ce point matériel pourra être confondu avec le centre d'inertie ou de
gravité du système.
I- Energie cinétique d'un système
1°) Définition
L'énergie cinétique EC de translation(*) d'un système de masse m
dont le centre d'inertie C est animé d'une vitesse vC dans un
référentiel est donnée par:
EC s'exprime en joule (J) lorsque m en kg et vC en m.s-1 .
Exemple: voiture de masse 1000 kg roulant à 36 km.h-1 :
EC = 0,5 x 1000 x (36.103/3600)2 = 5,0.103 J
(*) : il existe évidemment une énergie cinétique de rotation.
2°) Variation d'énergie cinétique
Si la vitesse du point C passe d'une valeur vi à une valeur vf entre
deux positions, la variation d'énergie cinétique ΔEC entre les deux
positions est ΔEC = ECf – ECi =