Cette MiniRécup porte sur la conservation de l’énergie mécanique. Ses vidéos interactives, son résumé et son exercice récapitulatif te permettront de faire une courte révision à ce sujet.
Pour bien suivre cette MiniRécup, il est nécessaire de comprendre les énoncés suivants :
Deux erreurs se sont glissées dans cette vidéo.
À 3 min 43 s, la réponse est plutôt |62\ 500\ \text{J}.|
À 4 min 9 s, la réponse est |\approx6{,}3 \times10^1\ \text{kJ}.|
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L’énergie cinétique est l’énergie que possède un système en raison de son mouvement. Elle se calcule par la formule suivante :
|E_k = \dfrac{1}{2}m v^2|
où
|E_k| représente la quantité d’énergie cinétique |(\text{J})|
|m| représente la masse |(\text{kg})|
|v| représente la vitesse de l’objet |(\text{m/s})|
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L’énergie potentielle gravitationnelle est l’énergie liée à la position relative des composants d’un système. Elle se calcule par la formule suivante :
|E_{pg} = m g y|
où
|E_{pg}| représente la quantité d’énergie potentielle gravitationnelle |(\text{J})|
|m| représente la masse |(\text{kg})|
|g| représente l’accélération gravitationnelle (|9{,}81\ \text{N/kg}| sur Terre)
|y| représente la position de l’objet par rapport à la position de référence |(\text{m})|
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L’énergie potentielle élastique est l’énergie emmagasinée dans un objet élastique (par exemple, un ressort) lorsqu’il est comprimé ou étiré par rapport à sa position de départ. Elle se calcule par la formule suivante :
|E_{pe} = \dfrac{1}{2} k x|
où
|E_{pe}| représente la quantité d’énergie potentielle élastique |(\text{J})|
|k| représente la constante de rappel du ressort |(\text{N/m})|
|x| représente l’allongement ou la compression de l’objet élastique par rapport à la position de référence |(\text{m})|
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L’énergie mécanique d’un système est égale à la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle. Elle se calcule par la formule suivante :
|E_m = E_k +E_{pg}|
où
|E_m| représente la quantité d’énergie mécanique |(\text{J})|
|E_{pg}| représente la quantité d’énergie potentielle gravitationnelle |(\text{J})|
|E_k| représente la quantité d’énergie cinétique |(\text{J})|
Dans un système mécanique isolé (sans frottements ni forces extérieures), l’énergie mécanique d’un système est conservée. Cela signifie que l’énergie mécanique est la même en tout point. Une augmentation d’une des formes d’énergie entraine la diminution d’une autre forme d’énergie et vice versa. Par exemple, l’augmentation d’énergie cinétique peut entrainer une diminution de l’énergie potentielle gravitationnelle.