Fiche de physique - chimie
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L'énergie mécanique et l'énergie cinétique

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Prérequis
Dans ce chapitre nous ferons appel essentiellement à tes connaissances sur la conversion des km/h en m/s, et sur l'unité des énergies.

Enjeu
Il faut être capable, à l'issu de ce chapitre, de savoir calculer une énergie cinétique et calculer une distance d'arrêt.

I. Energie cinétique

Définition :

On appelle énergie cinétique, l'énergie liée au mouvement d'un objet. On la note EC et elle s'exprime en Joules (J). Elle augmente avec la vitesse de l'objet et sa masse.

sousrubrique]Propriété : La relation donnant l'énergie cinétique d'un objet est: E_C  =\frac{1}{2}  m v^2 avec: Ec énergie cinétique en Joules (J) m masse en kilogramme (kg) v vitesse en mètres par secondes (m/s) L'énergie cinétique est proportionnelle au carré de la vitesse.

Remarque :

La distance de freinage est donc multipliée par quatre quand la vitesse est doublée: La distance de freinage croît plus rapidement que la vitesse.

Propriété :

Lors de l'arrêt d'un véhicule par freinage, son énergie cinétique est essentiellement convertie en énergie thermique au niveau des freins. Lors d'un accident l'énergie cinétique du véhicule engendre sa déformation et celle des objets heurtés. Il y a conversion en énergie de déformation.

Elle peut occasionner des blessures aux passagers voire leur mort. La distance d'arrêt d'un véhicule DA est égale à la somme de la distance parcourue pendant le temps de réaction DR et de la distance de freinage DF.

DA = DR + DF Avec

DA , distance totale parcourue par le véhicule depuis la vue de l'obstacle jusqu'à son arrêt complet

DR distance parcourue durant le temps de réaction du conducteur entre le moment où il voit l'obstacle et le moment où il appuie sur la pédale de frein

DF, distance de freinage du véhicule qui commence à l'appui sur la pédale de frein jusqu'à l'arrêt complet du véhicule

II. Energie de position

Définition :

Un objet possède une énergie de position au voisinage de la Terre. Plus l'objet est placé haut, plus il possède d'énergie de position. On note l'énergie de position EP et elle s'exprime en Joules (J).

III. L'énergie mécanique

L'énergie mécanique d'un objet est la somme de son énergie cinétique EC et son énergie de position EP. On la note EM et elle s'exprime en Joules (J).

EM = EC + EP

En l'absence de frottements, l'énergie mécanique se conserve (Elle n'augmente ni ne diminue); mais elle peut être convertie de sa forme cinétique à sa forme de position et vice-versa.
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