Chapitre 2

1) Nécessité de l’énergie :
I) Notion d’énergie et de puissance :
Chapitre 2 : ENERGIE, PUISSANCE ET TRAVAIL D’UNE FORCE
- Le fonctionnement des installations industrielles et des transports nécessite
de l'énergie.
- Le Soleil fournit aux plantes l'énergie nécessaire à la photosynthèse.
- Les aliments apportent aux animaux de l'énergie pour vivre, se développer
et se mouvoir.
- Les phénomènes physiques qui ont lieu dans les étoiles mettent en jeu des
énergies gigantesques.
Pour commencer, nous dirons :
Un système possède de l’énergie lorsqu’il est capable de fournir un
certain travail.
S 4 F

2) Exemple de transformateur d’énergie :
I) Notion d’énergie et de puissance :
On considère un véhicule automobile dont le moteur fonctionne à l'essence :
- Lors de la combustion explosive du mélange essence-air, les gaz actionnent
les pistons, ce qui met l'arbre moteur en mouvement de rotation; ce
mouvement est communiqué aux roues :
De l'énergie chimique est transformée en énergie cinétique.
- Durant son fonctionnement, le moteur s'échauffe. Il est nécessaire de le
refroidir grâce à une circulation d'eau :
De l'énergie chimique est transformée en énergie calorifique.
véhicule à
moteur thermique
énergie chimique énergie cinétique
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3) Différentes formes de l’énergie :
I) Notion d’énergie et de puissance :
- L’énergie cinétique d'un objet, dans un référentiel donné, est l'énergie
associée à son mouvement par rapport à ce référentiel.
Exemple : Energie cinétique d'un véhicule en mouvement, du vent (utilisée
dans une éolienne), d'une chute d'eau (centrale hydraulique).
- L’énergie potentielle d'un système est l'énergie associée aux positions
relatives de ses différentes parties en interaction.
Exemple : L'eau, accumulée derrière un barrage, se comporte comme une
réserve d'énergie qui peut être libérée : l'énergie mise en réserve
est appelée énergie potentielle de pesanteur.
Un ressort étiré constitue une réserve d'énergie qui peut être
libérée en le laissant se détendre : on dit que le ressort possède
de l'énergie potentielle d'élasticité.
- L’énergie thermique ou calorifique d'un système, est l'énergie qui est
emmagasinée à l'échelle microscopique, sous formes d’énergie cinétique et
potentielle désordonnées, du fait de sa température.
Remarque : Nous verrons dans la suite du cours qu’il ne faut pas confondre
énergie thermique, chaleur et température.
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3) Différentes formes de l’énergie :
I) Notion d’énergie et de puissance :
- Energie chimique : au cours d'une réaction chimique, les liaisons entre les
atomes des réactifs sont modifiées pour donner de nouvelles liaisons dans
les produits : l'énergie chimique du système a varié.
Exemple : Une réaction de combustion d'un combustible dans un comburant
permet le fonctionnement d'un moteur.
- L’énergie électromagnétique est l’énergie transportée dans les radiations
électromagnétiques.
Exemple : Le soleil et toutes les sources d’ondes électromagnétiques (radar,
four à micro-ondes, téléphone portable …) nous envoient de
l’énergie sous forme de radiations électromagnétiques.
- L’énergie nucléaire est l’énergie emmagasinée au niveau des liaisons
entre nucléons dans le noyau ou entre constituants de certaines particules.
Exemple : Le soleil et les étoiles ne fonctionnent que grâce à des réactions
nucléaires. L’énergie de fission de l’uranium est utilisé dans les
centrales nucléaires.
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4) Notion de puissance :
I) Notion d’énergie et de puissance :
On considère un travail W (transporter un tas de graviers d’un point A à un
point B) que doivent effectuer deux individus, les protagonistes, héros du film
"Jumeaux", Arnold Schwarzenegger et Danny Devito :
- Exécuté par Schwarzy, le travail prendra peu de temps :
A B
On dira qu’Arnold Schwarzenegger développe une grande puissance.
- Exécuté par Danny, le travail prendra beaucoup de temps :
On dira que Danny Devito développe une petite puissance.
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