Énergie cinétique : définition, unités, équation, exemples, types, vidéos et FAQ

L’énergie cinétique est la mesure du travail effectué par un objet en raison de son mouvement. Un acte simple comme marcher, sauter, lancer et tomber implique de l’énergie cinétique. Dans cet article, familiarisons-nous avec le concept d’énergie cinétique.

Qu’est-ce que l’énergie cinétique ?

Pour accélérer un objet, nous devons appliquer une force. Pour appliquer la force, nous devons travailler. Lorsqu’un travail est effectué sur un objet, de l’énergie est transférée et l’objet se déplace avec une nouvelle vitesse constante. On appelle l’énergie qui est transférée énergie cinétique, et cela dépend de la masse et de la vitesse atteinte.

La définition de l’énergie cinétique en physique est donnée par :

L’énergie cinétique d’un objet est la mesure du travail qu’un objet peut faire en vertu de son mouvement.

L’énergie cinétique est une quantité scalaire et est entièrement décrite par la grandeur seule.

unités d’énergie cinétique

  • L’unité SI de l’énergie cinétique est Joule qui est égal à 1 kg.mdeux.s-deux.
  • L’unité CGS d’énergie cinétique est l’erg.

exemples d’énergie cinétique

  • Un camion roulant sur l’autoroute a plus d’énergie cinétique qu’une voiture roulant à la même vitesse car la masse du camion est bien supérieure à celle de la voiture.
  • Une rivière qui coule à une certaine vitesse contient de l’énergie cinétique puisque l’eau a une certaine vitesse et une certaine masse.
  • L’énergie cinétique d’un astéroïde tombant vers la terre est très grande.
  • L’énergie cinétique de l’avion est plus grande pendant le vol en raison de la masse importante et de la vitesse rapide.

Transformation de l’énergie cinétique

L’énergie cinétique est transférée entre les objets et peut être transformée en d’autres formes d’énergie. Yo-Yo est un excellent exemple pour décrire la transformation de l’énergie cinétique. Lorsque vous commencez à jouer avec, vous commencez par le laisser reposer dans votre main ; à ce stade, toute l’énergie est stockée dans la balle sous forme d’énergie potentielle. Une fois que la personne lâche le yo-yo, l’énergie stockée est transformée en énergie cinétique, l’énergie du mouvement. Une fois que la balle atteint le bas du yo-yo, toute l’énergie est convertie en énergie cinétique.

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La formule de l’énergie cinétique

L’équation de l’énergie cinétique est donnée par :

(KE = fraction {1} {2} mv^{2} )
Où KE est l’énergie cinétique, m est la masse du corps et v est la vitesse du corps.

Dérivation de l’équation de l’énergie cinétique

L’équation de l’énergie cinétique peut être obtenue par le processus de base de calcul du travail (W) effectué par une force (F). Si le corps de masse m était poussé d’une distance d sur une surface en lui appliquant une force parallèle, alors le travail effectué serait :

(W=Fd=fou)

L’accélération dans cette équation peut remplacer la vitesse et la distance initiales (vi) et finales (vf). Nous obtenons cela à partir des équations cinématiques du mouvement.

(W=loco\ \ =mdfrac{v_{f}^{2}-v_{i}^{2}}{2d}\ \ =m.frac{v_{f}^ {2}-v_{i}^{2}}{2d}\ \ =frac{1}{2}.m.v_{f}^{2}-frac{1}{2}. m.v_{i}^{2})

En simplifiant encore l’équation, on obtient

(KE=frac{1}{2}mv^{2})

Alternativement, on peut dire que le travail total effectué sur un système équivaut à la variation de l’énergie cinétique. Cette déclaration est assimilée comme suit :

(W_{net}=Delta K)

Cette équation est connue sous le nom de théorème de l’énergie de travail et il a de larges applications même si les forces appliquées varient en amplitude et en direction.

Dérivation de l’énergie cinétique

L’énergie cinétique est-elle un vecteur ou une quantité scalaire ?

Dans l’expression, on voit que la vitesse ov est au carré. Nous savons que le carré d’une grandeur vectorielle est un scalaire et nous savons aussi que la masse est une grandeur scalaire. Par conséquent, l’énergie cinétique est une quantité scalaire.

Calcul de l’énergie cinétique

1. Calculez l’énergie cinétique d’un objet de 200 kg se déplaçant à une vitesse de 15 m/s.
Solution:

L’énergie cinétique du corps peut être calculée par l’équation suivante :

(KE=frac{1}{2}mv^2)

En substituant les valeurs dans l’équation ci-dessus, nous obtenons

(KE=frac {1}{2} (200,kg) (15,m/s)^2)

(KE = 45000 , J , ou , 45 , KJ )

2. Calculez la masse de l’objet qui se déplace à une vitesse de 40 m/s et a une énergie cinétique de 1500 J.
Solution:

En réarrangeant l’équation de l’énergie cinétique, on obtient

(m=frac{2KE}{v^2})

En remplaçant les valeurs dans l’équation ci-dessus, nous obtenons,

(m=frac{2fois 1500}{40^2}=1,87,kg)

Types d’énergie cinétique

Il existe cinq types d’énergie cinétique : radiante, thermique, sonore, électrique et mécanique. Voyons quelques exemples d’énergie cinétique et apprenons-en plus sur les différents types d’énergie cinétique.

Energie radiante

L’énergie rayonnante est un type d’énergie cinétique qui est toujours en mouvement et voyage à travers le milieu ou l’espace. Voici des exemples d’énergie rayonnante :

  • Lumière ultraviolette
  • Rayons gamma

L’énérgie thermique

L’énergie thermique, appelée énergie thermique, est générée par le mouvement des atomes lorsqu’ils entrent en collision les uns avec les autres. Des exemples d’énergie thermique sont:

  • Eaux thermales
  • Piscine climatisée

énergie sonore

La vibration d’un objet produit de l’énergie sonore. L’énergie sonore se déplace à travers le milieu mais ne peut pas voyager dans le vide car il n’y a pas de particules pour agir comme milieu. Voici des exemples d’énergie sonore :

  • Diapason
  • jouer de la batterie

Énergie électrique

L’énergie électrique est obtenue à partir d’électrons libres chargés positivement et négativement. Voici des exemples d’énergie électrique :

  • Éclair
  • Piles en cours d’utilisation

Énergie mécanique

La somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle est appelée énergie mécanique, qui ne peut être ni créée ni détruite, mais peut être convertie d’une forme à une autre. Des exemples d’énergie mécanique sont:

  • orbite des satellites autour de la terre
  • une voiture en mouvement

lire plus: Loi de conservation de l’énergie

Présentation de l’énergie cinétique

Définition de l’énergie cinétique L’énergie cinétique est la mesure du travail qu’un objet peut faire en raison de son mouvement.
Équation de l’énergie cinétique (KE = fraction {1} {2} mv^{2} )
unités d’énergie cinétique L’unité SI de l’énergie cinétique est Joules qui est égal à kg-mdeuxs-deux
exemples d’énergie cinétique Une rivière qui coule à une certaine vitesse.
Types d’énergie cinétique Énergie rayonnante, énergie thermique, énergie sonore, énergie électrique et énergie mécanique.

Différence entre l’énergie cinétique et l’énergie potentielle

Énergie cinétique Énergie potentielle
L’énergie cinétique est une forme d’énergie qu’un objet possède en raison de son mouvement. L’énergie potentielle est la forme d’énergie que possède un objet en raison de sa position ou de son état.
La formule utilisée est (KE=frac{1}{2}mv^{2}) La formule utilisée est mgh
L’énergie vibratoire est un exemple d’énergie cinétique. L’énergie potentielle gravitationnelle est un exemple d’énergie potentielle.

Différence entre l’énergie cinétique et potentielle

Pour en savoir plus sur l’énergie cinétique et l’énergie potentielle, regardez les vidéos suivantes :


Foire aux questions – Foire aux questions

Quelle est la définition de l’énergie cinétique ?

L’énergie cinétique est la mesure du travail qu’un objet peut faire en raison de son mouvement.

L’énergie cinétique peut-elle être négative ?

L’énergie cinétique ne peut pas être négative car le carré de la vitesse donne un nombre non négatif et la masse ne peut pas être négative.

A quel moment l’énergie cinétique est-elle maximale ?

L’énergie cinétique est maximale lorsque l’énergie potentielle est maximale, et cela se produit lorsque la vitesse est maximale et que la masse est en position d’équilibre.

Que devient l’énergie cinétique lorsque la vitesse diminue ?

Lorsque la vitesse diminue, l’énergie cinétique sera transformée en énergie potentielle, en énergie thermique ou en d’autres formes d’énergie.

En quoi l’énergie cinétique est-elle différente de l’énergie potentielle ?

L’énergie que le corps possède en raison de sa position est appelée énergie potentielle. L’énergie que possède le corps du fait de son mouvement est appelée énergie cinétique.

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