Énergie mécanique
Conservation de l’énergie mécanique
Énergie potentielle
L’énergie potentielle d’un solide est une énergie qui peut potentiellement se transformer en énergie cinétique.
On peut voir deux cas de figures principaux :
— les corps compressés ou étirés. On parle d’énergie potentielle élastique ;
— la mise du solide en hauteur. On parle d’énergie potentielle de pesanteur.
Énergie potentielle élastique
Un corps comprimé ou étiré possède une énergie potentielle
élastique.
Un ressort est un solide spécialement conçu pour être étiré ou compressé. Il est un réservoir d’énergie. Cette
réserve est utilisée en horlogerie par exemple. L’énergie potentielle élastique Epd’un corps est donné par la
relation
Ep=1
2k·(l−l0)2
EP: énergie potentielle élastique (J) l: longueur du ressort (m)
k: constante de raideur du ressort (J.m−2)l0: longueur au repos du ressort (m)
Au repos, c’est-à-dire ni comprimé, ni étiré, la longueur ldu ressort vaut l0, l’énergie potentielle élastique Ep
est alors nulle . Aussi, puisque la variation de position par rapport à sa position naturelle est élevée au carré
dans la relation, l’énergie potentielle sera toujours positive .
Énergie potentielle de pesanteur
Un corps en hauteur possède une énergie potentielle de pesan-
teur. L’énergie potentielle élastique Epd’un corps est donné par
la relation
Ep=m·g·h
EP: énergie potentielle de pesanteur (J)
m: masse (kg) h: hauteur (m)
g= 9,80665 : accélération standart de la gravité sur Terre (m.s−2)
Énergie mécanique
On appelle énergie mécanique d’un solide est la somme de son énergie cinétique et potentielle.
Em=Ec+Ep
Conservation de l’énergie mécanique
Un système soumit à des forces exclusivement conservatives conserve son énergie mécanique.
L’ensemble des forces de frottements ne sont pas des forces conservative. La force de pesanteur, les forces
électromagnétiques sont des forces conservatives.