Travail, énergie et puissance

Énergie cinétique C’est l’énergie du mouvement. Un objet qui a un mouvement, vertical ou horizontal, possède une énergie cinétique. Il existe de nombreuses formes d’énergie cinétique : vibrationnelle (énergie due au mouvement vibratoire), rotationnelle (énergie due au mouvement de rotation) et translationnelle (énergie due au mouvement d’un endroit à un autre). Pour simplifier les choses, nous nous concentrerons sur l’énergie cinétique translationnelle. La quantité d’énergie cinétique de translation (ci-après, l’expression énergie cinétique fera référence à l’énergie cinétique de translation) qu’un objet possède dépend de deux variables : la masse (m) de l’objet et la vitesse (v) de l’objet. L’équation suivante est utilisée pour représenter l’énergie cinétique (KE) d’un objet.

KE = 0,5 • m • vdeux

métro = masse de l’objet

v = vitesse de l’objet

Cette équation révèle que l’énergie cinétique d’un objet est directement proportionnelle au carré de sa vitesse. Cela signifie que pour une double augmentation de la vitesse, l’énergie cinétique augmentera d’un facteur quatre. Pour tripler la vitesse, l’énergie cinétique sera multipliée par neuf. Et pour une multiplication par quatre de la vitesse, l’énergie cinétique augmentera d’un facteur de seize. L’énergie cinétique dépend du carré de la vitesse. Comme on le dit souvent, une équation n’est pas simplement une recette pour résoudre des problèmes algébriques, mais aussi un guide pour réfléchir à la relation entre des quantités.

L’énergie cinétique est un quantité scalaire; il n’a pas d’adresse. contrairement à vitesse, accélération, Obligeret impulsion, l’énergie cinétique d’un objet est entièrement décrite uniquement par sa grandeur. Comme le travail et l’énergie potentielle, l’unité métrique standard de mesure de l’énergie cinétique est le Joule. Comme l’équation ci-dessus pourrait l’impliquer, 1 joule est égal à 1 kg*(m/s)^2.


1 joule = 1 kg • mdeux/sdeux

Nous voudrions suggérer…

Comment la vitesse d’une voiture (et donc son énergie cinétique) affecte-t-elle la distance qu’il faudrait pour ralentir jusqu’à l’arrêt ? Interagissez, explorez et apprenez la réponse à cette question avec notre Distance d’arrêt interactive. Vous pouvez le trouver dans la section Physics Interactives de notre site Web. Les Distance d’arrêt interactive permet à l’élève d’explorer l’effet de la vitesse sur la distance d’arrêt d’une petite voiture.

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Utilisez votre compréhension de l’énergie cinétique pour répondre aux questions suivantes. Cliquez ensuite sur le bouton pour voir les réponses.

1. Déterminez l’énergie cinétique d’une montagne russe de 625 kg se déplaçant à une vitesse de 18,3 m/s.

2. Si la voiture de montagnes russes du problème précédent se déplaçait deux fois plus vite, quelle serait sa nouvelle énergie cinétique ?

3. Missy Diwater, l’ancienne plongeuse de la plate-forme Ringling Brother’s Circus, avait une énergie cinétique de 12 000 J juste avant de toucher le seau d’eau. Si la masse de Missy est de 40 kg, quelle est sa vitesse ?

4. Une voiture compacte de 900 kg se déplaçant à 60 mi/h a environ 320 000 joules d’énergie cinétique. Estimez sa nouvelle énergie cinétique s’il se déplace à 30 milles à l’heure. (CONSEIL : utilisez l’équation d’énergie cinétique comme « guide de réflexion. »)

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