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Chapitre 14 : Formes et principe de conservation de l'énergie
• Compétences:
-Connaître et utiliser l’expression de l’énergie cinétique d’un
solide en translation et de l’énergie potentielle de
pesanteur d’un solide au voisinage de la Terre.
-Connaître diverses formes d’énergie.
-Exploiter le principe de conservation de l’énergie dans des
situations mettant en jeu différentes formes d’énergie.
-Réaliser et exploiter un enregistrement pour étudier
l’évolution de l’énergie cinétique, de l’énergie potentielle
et de l’énergie mécanique d’un système au cours d’un
mouvement (TP)
I. Les énergies?
1. Energie potentielle de pesanteur
Epp = 0J
Epp = mgz
en Joule (J)
Epp = m g z
altitude du solide en (m)
en kg
intensité de la pesanteur en N. kg-1
l’énergie potentielle est définie à une
constante près car elle dépend du choix
de l’origine de l’axe Oz. (ex14 p269)
2.Energie cinétique
Un camion de 33 tonnes à 110 km/h
possède une certaine énergie, c’est
l’énergie cinétique
Exercice 14 p 269
1.a. L'énergie Ep = 0J si origine O prise au
niveau du sol. Au premier étage se trouve
le champion du monde de rollers sur
rampe.
1.b. L'énergie Ep = 0J si origine O prise au
niveau du premier étage.
𝐸𝑝𝑝 = 𝑚 × 𝑔 × 𝑧 = 90 × 9,81 × 57,63 = 5,1 . 104𝐽
• 1.c. L'énergie Ep = 0J si origine O prise au
niveau du deuxième étage.
origine
57,63 m
115,73 m
276,13 m
• 1.d. L'énergie Ep = 0J si origine O prise
au niveau du troisième étage.
origine
57,63 m
115,73
m
276,13 m
2. L'énergie potentielle de pesanteur est une
valeur algébrique car elle peut être
négative ou positive.
L’énergie cinétique d’un corps de masse m
et de vitesse v est donnée par la relation :
E en J, m en kg et v en m/s
Ex 5 p268
Ec = 0,5 x m x v2
• Correction ex 5
• Ec = 0,5 x m x v 2
• Ec = 0,5 x 4,0 x 10 2
• Ec = 2,0 x 10 2 J
• 2) L’energie est absorbée par le sol sous
forme de déformation.
3.L’énergie mécanique
L’énergie mécanique d’un système est la
somme de son énergie potentielle de
pesanteur et de son énergie cinétique :
Em = Ec + Epp (en J)
II. L’énergie
mécanique se
conserve-t-elle ?
1. Evolution sans frottements
(courbes TP)
En l’absence de frottement, l’énergie mécanique se
conserve.
2. En cas de frottements Si le système évolue en subissant des frottements,
l’énergie mécanique ne se conserve pas, elle diminue.
III. Principe de
conservation de
l’énergie
L’énergie totale de l’Univers reste
constante.
Par conséquent, toute diminution de
l’énergie d’un système, s’accompagne de
l’augmentation de l’énergie d’autres
systèmes.
Exemple : une voiture qui freine
Une voiture roule. Elle possède donc une énergie
cinétique. Le conducteur freine et la voiture
s’arrête. Le système (la voiture) a perdu toute
son énergie cinétique. Cette énergie cinétique a
été transférée au milieu extérieur son forme de
chaleur au niveau des freins.
Le transfert thermique est responsable de la
dissipation d'énergie.
• Exemple : mélange eau tiède et glaçon
dans un calorimètre.
Voir TP
Exercices:
22,24,31 et 32 p 268-270
