Énergie cinétique

Énergie cinétique est l’énergie produite par un corps en mouvement. En grec, cinétique signifie «mouvement», tandis que l’énergie signifie «travail». En d’autres termes, l’énergie cinétique est le travail que fait un corps lorsqu’il bouge.

Nous pouvons exploiter l’énergie cinétique de nombreux phénomènes naturels. Par exemple, le mouvement de l’eau dans une rivière est transformé en électricité grâce aux centrales électriques. L’énergie éolienne est l’énergie cinétique de l’air. Lorsque nous enfonçons un clou avec un marteau, nous utilisons l’énergie cinétique du marteau pour le déplacer.

Lorsque l’énergie cinétique est mesurée, elle est utilisée comme mesure le joule, qui est simplement abrégée par la lettre J.

Formule d’énergie cinétique

Pour calculer l’énergie cinétique des corps, l’équation est utilisée:

équation cinétique principale

Cela signifie que l’énergie cinétique Ec est égale à la masse du corps m fois le carré de la vitesse v, le tout divisé par 2.

On peut en déduire que plus la masse est grande, plus l’énergie est grande, et que l’énergie est proportionnelle à la vitesse multipliée par elle-même.

L’énergie cinétique n’est pas un vecteur. Cela signifie que si vous lancez une balle avec une vitesse de 5 m / s, la balle aura la même énergie cinétique, peu importe si vous la lancez vers la gauche, vers la droite ou vers le haut.

L’énergie cinétique dépend de la masse et de la vitesse

formule Un

Les voitures de course sont conçues avec le moins de masse possible pour améliorer les performances.

Énergie cinétique dépend de la masse et de la vitesse du corps. Cela signifie que plus un objet est gros ou rapide, plus il produit d’énergie.

Un exemple de ce qui précède serait le suivant: un camion est plus gros qu’une voiture; s’ils vont tous les deux à la même vitesse et heurtent un mur, les dommages causés par le camion sont plus importants. Dans ce cas, le camion a plus d’énergie cinétique.

Imaginez maintenant: deux voitures identiques roulent, l’une à 50 km / h et l’autre à 100 km / h. Pour deux voitures similaires, plus la vitesse est élevée, plus la collision est grave.

Ainsi, l’énergie cinétique dépend de la vitesse au carré. Cela signifie que lorsque la vitesse d’un objet double, son énergie cinétique quadruple.

Une voiture roulant à 60 km / h a quatre fois l’énergie cinétique d’une voiture identique roulant à 30 km / h, et donc quatre fois le potentiel de destruction en cas d’accident.

Comment calculer l’énergie cinétique d’un corps?

Dans un aéroport, ils veulent calculer l’énergie cinétique d’un colis de 30 kg sur le système de ceinture, qui se déplace à une vitesse de 0,500 m / s. Comment faisons-nous ça?

énergie cinétique 2

 

Stratégie

Nous connaissons la masse et la vitesse du colis, nous utilisons donc la formule:

formule cinétique

En substituant les valeurs, nous avons:

stratégie

Discussion

L’unité d’énergie cinétique est le joule, qui est la même unité de travail. Notez que bien qu’il s’agisse d’un colis lourd, son énergie cinétique n’est pas terrible en raison de sa faible vitesse.

Points clés à retenir

  • Un corps n’a d’énergie cinétique que s’il est en mouvement.
  • L’énergie cinétique dépend de la masse et de la vitesse du corps.

Problèmes d’énergie cinétique (résolus)

Problème 1

Un éléphant de 6000 kg court à une vitesse de 10 m / s. Quelle est son énergie cinétique, quelle est la vitesse d’un boulet de 1 kg s’il avait la même énergie cinétique que l’éléphant?

Réponse

En utilisant l’équation de l’énergie cinétique, l’énergie de l’éléphant est:

problème 1-1

Avec l’énergie cinétique calculée, nous pouvons obtenir la vitesse de la balle en résolvant pour v:

problème 1-2

Cela signifie que la vitesse de la balle est égale à 775m / s. Comparez-le à la vitesse de l’éléphant – une différence brutale!

 

Problème 2

Un homme a percuté sa voiture dans un poteau. Lorsqu’il est allé signaler l’accident, il a dit qu’il roulait à une certaine vitesse au moment de l’accident. L’enquêteur de l’accident a déterminé que la vitesse du véhicule était exactement le double de ce que l’homme affirmait. Quelle est la relation entre l’énergie cinétique avec la vitesse rapportée par l’homme et l’énergie cinétique avec la vitesse calculée par le chercheur?

Réponse

Considérons Ec1 comme l’énergie cinétique du véhicule à la vitesse v1 rapportée par l’homme, et Ec2 comme l’énergie cinétique avec la valeur de vitesse v2 calculée par le chercheur. La relation entre les énergies cinétiques est calculée en divisant les énergies comme ceci:

problème 2-1

L’enquêteur a déclaré que la vitesse au moment de l’accident était le double de celle rapportée par l’homme, c’est-à-dire:

problème 2-2

Nous substituons la valeur de vitesse dans l’équation:

problème 2-3

En éliminant les termes similaires que nous avons:

problème 2-4

Cela signifie que l’énergie cinétique en fonction de la vitesse rapportée par l’homme est un quart de l’énergie cinétique avec le calcul du chercheur. En termes simples, les dommages causés par la voiture étaient quatre fois supérieurs à ceux signalés par l’homme.

 

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