Chapitre 3 : ENERGIE CINETIQUE – ENERGIE MECANIQUE I

Chapitre 3 : ENERGIE CINETIQUE – ENERGIE MECANIQUE
I- L’énergie cinétique
●Un véhicule en mouvement possède une énergie cinétique.
1-Energie cinétique et masse
a-Etude graphique :
On a porté sur un graphique l’énergie cinétique de quatre véhicules en mouvement
de masse différentes roulant à une vitesse de 90 km/h, soit 25 m/s.
Attention ici la vitesse est constante, c’est la masse du véhicule qui varie.
m
Ec
1000
312500
1500
468750
2000
625000
2500
781250
3000
937500
3500
1093750
4000
1250000
4500
1406250
b-Exploitation graphique :
La représentation graphique de l’énergie cinétique en fonction de la masse donne
une droite : l’énergie cinétique est donc proportionnelle à la masse.
Ec = k x m
c-Conclusion
L’énergie cinétique est donc proportionnelle à la masse.
2-Energie cinétique et vitesse
a-Etude graphique :
On a porté sur un graphique l’énergie cinétique d’un même véhicule de masse
2000 kg, en mouvement, roulant à différentes vitesses.

Attention ici la masse du véhicule est constante, c’est la vitesse du véhicule
qui varie.
Tracer l’énergie cinétique en fonction de la vitesse puis l’énergie cinétique en
fonction du carré de la vitesse (v2)
v(m/s)
v(km/h)
v*v
Ec
10
36
100
100000
15
54
225
225000
20
72
400
400000
25
90
625
625000
30
108
900
900000
35
126
1225
1225000
40
144
1600
1600000
b-Exploitation graphique :
●La représentation graphique de l’énergie cinétique en fonction de la vitesse ne
donne pas une droite mais une courbe : l’énergie cinétique et la vitesse sont donc
deux grandeurs non proportionnelles.
●La représentation graphique de l’énergie cinétique en fonction du carré de la
vitesse donne une droite : l’énergie cinétique est donc proportionnelle au carré
de la vitesse.
c-conclusion
●L’énergie cinétique est donc proportionnelle au carré de la vitesse.
3-Conclusion :
Un objet de masse m et animé d’une vitesse v possède une énergie de
mouvement, appelée énergie cinétique Ec :
Ec = 0.5 x m x v2
II- L’énergie potentielle de pesanteur
1-L’énergie potentiel de pesanteur
L’énergie potentielle de pesanteur d’un objet de masse m est l’énergie qu’il
possède du fait de son interaction avec la Terre. La valeur de cette énergie
dépend de la position de l’objet par rapport à la Terre.

Epp = m x g x z
2-Exercices d’application :
● Exercice 1 :
Une pomme de masse 50 g se trouve à 1,5 m du sol.
Déterminer son énergie potentielle de pesanteur.
● Exercice 2 :
L’A380 de masse 400 tonnes, vole à une altitude de 10 km.
Déterminer son énergie potentielle de pesanteur.
III- L’énergie mécanique lors d’un chute.
1-Définition
Pour tout corps qui chute, on définit l’énergie mécanique comme étant la
somme de l’énergie cinétique et l’énergie potentielle de pesanteur :
Em = Ec + Epp
2-Remarque importante :
Si l’on néglige les frottements de l’air lors d’une chute, on pourra alors
considérer l’énergie mécanique constante au cours d’un chute.
3-Exercices d’application :
● Exercice 1 :
Un avion de masse 250 tonnes vole à une vitesse de 1000 km/h et à une altitude
de 9 km.
1-Déterminer l’énergie cinétique de l’avion.
2-Déterminer l’énergie potentielle de pesanteur de l’avion.
3-Déterminer l’énergie mécanique de l’avion.
● Exercice 2 :

Une voiture de masse 1 tonne roule à 50 km/h.
1-Déterminer l’énergie cinétique de la voiture.
Supposons que cette voiture sans vitesse initiale tombe de 9.6 m de hauteur.
2-Déterminer l’énergie potentielle de pesanteur de la voiture.
3-Conclure
Une voiture qui roule à 120km/h possède la même énergie que celle qu’il aurait en
heurtant le sol après une chute du 20ème étage d’un immeuble !!