{"id":52793,"date":"2020-02-25T20:07:14","date_gmt":"2020-02-25T19:07:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/quest-ce-que-lenergie-cinetique-definition\/"},"modified":"2020-02-25T20:07:14","modified_gmt":"2020-02-25T19:07:14","slug":"quest-ce-que-lenergie-cinetique-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-lenergie-cinetique-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que l’\u00e9nergie cin\u00e9tique – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"

L’\u00e9nergie cin\u00e9tique, K, est d\u00e9finie comme l’\u00e9nergie stock\u00e9e dans un objet en raison de son mouvement. <\/span>Il est appel\u00e9 \u00e9nergie cin\u00e9tique, du mot grec kinetikos – mouvement.\u00a0<\/span>G\u00e9nie thermique<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

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\n

Qu’est-ce que l’\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/h2>\n

\"pendule<\/a><\/p>\n

L’\u00e9nergie cin\u00e9tique,\u00a0<\/span>K<\/span><\/em><\/strong>\u00a0, est d\u00e9finie comme l’\u00e9nergie stock\u00e9e dans un objet en raison de son mouvement.\u00a0Un objet en mouvement a la capacit\u00e9 de travailler et peut donc \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme ayant de l’\u00e9nergie.\u00a0On l’appelle \u00e9nergie cin\u00e9tique, du mot grec kinetikos, qui signifie \u00abmouvement\u00bb.<\/span><\/p>\n

L’\u00a0<\/span>\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/strong>\u00a0d\u00e9pend de la vitesse d’un objet et est la capacit\u00e9 d’un objet en mouvement \u00e0 travailler sur d’autres objets lorsqu’il entre en collision avec eux.\u00a0D’autre part, l’\u00e9nergie cin\u00e9tique d’un objet repr\u00e9sente la quantit\u00e9 d’\u00e9nergie n\u00e9cessaire pour augmenter la vitesse de l’objet du repos (v = 0) \u00e0 sa vitesse finale.\u00a0L’\u00e9nergie cin\u00e9tique d\u00e9pend \u00e9galement lin\u00e9airement de la masse, qui est une mesure num\u00e9rique de l’\u00a0<\/span>inertie<\/span><\/strong>\u00a0d’un objet et la mesure de la r\u00e9sistance d’un objet \u00e0 l’acc\u00e9l\u00e9ration lorsqu’une force est appliqu\u00e9e.<\/span><\/p>\n

Nous d\u00e9finissons la quantit\u00e9:<\/span><\/p>\n

K = \u00bd mv\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup><\/strong><\/em><\/p>\n

\u00eatre l’\u00a0<\/span>\u00e9nergie cin\u00e9tique de translation<\/span><\/strong>\u00a0de l’objet.\u00a0Il faut l’ajouter, on l’appelle l’\u00e9nergie cin\u00e9tique \u00abtranslationnelle\u00bb pour la distinguer de l’\u00e9nergie cin\u00e9tique rotationnelle.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Conservation de l’\u00e9nergie m\u00e9canique<\/span><\/h2>\n

Le principe de la\u00a0<\/span>conservation de l’\u00e9nergie m\u00e9canique a d’abord<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9t\u00e9 \u00e9nonc\u00e9:<\/span><\/p>\n

L’\u00e9nergie m\u00e9canique totale<\/span><\/strong>\u00a0(d\u00e9finie comme la somme de ses \u00e9nergies potentielles et cin\u00e9tiques) d’une particule sur laquelle agissent uniquement les forces conservatrices\u00a0<\/span>est constante<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/em><\/p>\n

\"exemple<\/a><\/strong><\/p>\n

Voir aussi:\u00a0<\/span>Conservation de l’\u00e9nergie m\u00e9canique<\/span><\/a><\/p>\n

Un syst\u00e8me isol\u00e9<\/span><\/strong>\u00a0est un\u00a0syst\u00e8me<\/strong>\u00a0dans lequel\u00a0<\/span>aucune force externe ne<\/span><\/strong>\u00a0provoque de changements d’\u00e9nergie.\u00a0Si seules\u00a0<\/span>les forces conservatrices<\/span><\/strong>\u00a0agissent sur un objet et\u00a0<\/span>U<\/span><\/strong>\u00a0est la\u00a0fonction d’\u00a0<\/span>\u00e9nergie potentielle<\/span><\/strong>\u00a0pour la force conservatrice totale, alors<\/span><\/p>\n

E\u00a0<\/span><\/strong>mech<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= U + K<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

L’\u00e9nergie potentielle,\u00a0<\/span>U<\/span><\/em><\/strong>\u00a0, d\u00e9pend de la position d’un objet soumis \u00e0 une force conservatrice.<\/span><\/p>\n

\"\u00e9quation-\u00e9nergie-potentielle\"<\/a><\/p>\n

Elle est d\u00e9finie comme la capacit\u00e9 de l’objet \u00e0 travailler et est augment\u00e9e lorsque l’objet est d\u00e9plac\u00e9 dans la direction oppos\u00e9e \u00e0 la direction de la force.<\/span><\/p>\n

L’\u00e9nergie potentielle<\/span><\/strong>\u00a0associ\u00e9e \u00e0 un syst\u00e8me compos\u00e9 de la Terre et d’une particule voisine est\u00a0\u00a0<\/span>l’\u00e9nergie potentielle gravitationnelle<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

\"gravitationnel-potentiel-\u00e9nergie-\u00e9quation\"<\/a><\/p>\n

L’\u00e9nergie cin\u00e9tique,\u00a0<\/span>K<\/span><\/em><\/strong>\u00a0, d\u00e9pend de la vitesse d’un objet et est la capacit\u00e9 d’un objet en mouvement \u00e0 travailler sur d’autres objets lorsqu’il entre en collision avec eux.<\/span><\/p>\n

\u00a0K = \u00bd mv\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup><\/strong><\/em><\/p>\n

La d\u00e9finition mentionn\u00e9e ci-dessus (\u00a0<\/span>E\u00a0<\/span><\/strong>mech<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= U + K<\/span><\/strong>\u00a0) suppose que le syst\u00e8me est\u00a0<\/span>exempt de frottement<\/span><\/strong>\u00a0et d’autres\u00a0<\/span>forces non conservatrices<\/span><\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0La diff\u00e9rence entre une force conservatrice et une force non conservatrice est que lorsqu’une force conservatrice d\u00e9place un objet d’un point \u00e0 un autre, le travail effectu\u00e9 par la force conservatrice est ind\u00e9pendant du chemin.<\/span><\/p>\n

Dans toute situation r\u00e9elle, des\u00a0<\/span>forces de friction<\/span><\/strong>\u00a0et d’autres\u00a0forces<\/strong>\u00a0non conservatrices sont pr\u00e9sentes, mais dans de nombreux cas, leurs effets sur le syst\u00e8me sont si faibles que le principe de\u00a0<\/span>conservation de l’\u00e9nergie m\u00e9canique<\/span><\/strong>\u00a0peut \u00eatre utilis\u00e9 comme une approximation juste.\u00a0Par exemple, la force de friction est une force non conservatrice, car elle agit pour r\u00e9duire l’\u00e9nergie m\u00e9canique dans un syst\u00e8me.<\/span><\/p>\n

Notez que les forces non conservatrices ne r\u00e9duisent pas toujours l’\u00e9nergie m\u00e9canique.\u00a0Une force non conservatrice modifie l’\u00e9nergie m\u00e9canique, il existe des forces qui augmentent l’\u00e9nergie m\u00e9canique totale, comme la force fournie par un moteur ou un moteur, est \u00e9galement une force non conservatrice.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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<\/div>\n

Bloc glissant sur une pente inclin\u00e9e sans friction<\/span><\/h2>\n

Le bloc de 1 kg commence \u00e0 une hauteur H (disons 1 m) au-dessus du sol, avec\u00a0<\/span>une \u00e9nergie potentielle\u00a0<\/span><\/strong>mgH<\/span><\/strong>\u00a0et\u00a0<\/span>une \u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9gale \u00e0 0. Il glisse vers le sol (sans frottement) et arrive sans \u00e9nergie potentielle et \u00e9nergie cin\u00e9tique\u00a0<\/span>K = \u00bd mv\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0.\u00a0Calculez la vitesse du bloc au sol et son \u00e9nergie cin\u00e9tique.<\/span><\/p>\n

E\u00a0<\/span><\/em><\/strong>mech<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= U + K = const<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

=> \u00bd mv\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2<\/span><\/sup><\/em><\/strong>\u00a0= mgH<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

=> v = \u221a2gH = 4,43 m \/ s<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

=> K\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= \u00bd x 1 kg x (4,43 m \/ s)\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2<\/span><\/sup><\/em><\/strong>\u00a0= 19,62 kg.m\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2<\/span><\/sup><\/em><\/strong>\u00a0.s\u00a0<\/span><\/em><\/strong>-2<\/span><\/sup><\/em><\/strong>\u00a0= 19,62 J<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Pendule<\/span><\/h2>\n

\"pendule<\/a>Supposons un\u00a0<\/span>pendule<\/span><\/strong>\u00a0(boule de masse m suspendue \u00e0 une cha\u00eene de longueur\u00a0<\/span>L<\/span><\/strong>\u00a0que nous avons tir\u00e9e de sorte que la balle soit \u00e0 une hauteur\u00a0<\/span>H <L<\/span><\/strong>\u00a0au-dessus de son point le plus bas sur l’arc de son mouvement de corde tendue. Le pendule est soumis au\u00a0<\/span>conservateur force gravitationnelle<\/span><\/strong>\u00a0o\u00f9 les forces de friction comme la tra\u00een\u00e9e d’air et la friction au pivot sont n\u00e9gligeables.<\/span><\/p>\n

Nous le lib\u00e9rons du repos.\u00a0<\/span>\u00c0 quelle vitesse va-t-il au fond?<\/span><\/strong><\/p>\n

\"pendule<\/a><\/p>\n

Le pendule atteint la\u00a0<\/span>plus grande \u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/strong>\u00a0et le\u00a0<\/span>moins d’\u00e9nergie potentielle<\/span><\/strong>\u00a0lorsqu’il est en\u00a0<\/span>position verticale<\/span><\/strong>\u00a0, car il aura la plus grande vitesse et sera le plus proche de la Terre \u00e0 ce point.\u00a0D’un autre c\u00f4t\u00e9, il aura sa\u00a0<\/span>moindre \u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/strong>\u00a0et sa\u00a0<\/span>plus grande \u00e9nergie potentielle<\/span><\/strong>\u00a0aux\u00a0<\/span>positions extr\u00eames<\/span><\/strong>\u00a0de son swing, car il a une vitesse nulle et est le plus \u00e9loign\u00e9 de la Terre en ces points.<\/span><\/p>\n

Si l’amplitude est limit\u00e9e \u00e0 de petites oscillations, la p\u00e9riode\u00a0<\/span>T<\/span><\/em>\u00a0d’un simple pendule, le temps pris pour un cycle complet, est:<\/span><\/p>\n

\"p\u00e9riode-de-pendule-conservation-d'\u00e9nergie\"<\/a><\/p>\n

o\u00f9\u00a0<\/span>L<\/span><\/em><\/strong>\u00a0est la longueur du pendule et\u00a0<\/span>g<\/span><\/em><\/strong>\u00a0est l’acc\u00e9l\u00e9ration locale de la gravit\u00e9.\u00a0Pour les petites balan\u00e7oires, la p\u00e9riode de balancement est approximativement la m\u00eame pour les balan\u00e7oires de tailles diff\u00e9rentes.\u00a0Autrement dit,\u00a0\u00a0<\/span>la p\u00e9riode est ind\u00e9pendante de l’amplitude<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\n
<\/div>\n

\u00c9nergie cin\u00e9tique relativiste<\/span><\/h2>\n
\"\u00e9nergie<\/a>
Lorsque la vitesse d’un objet s’approche de la vitesse de la lumi\u00e8re, l’\u00e9nergie cin\u00e9tique relativiste approche de l’infini.\u00a0Elle est caus\u00e9e par le facteur de Lorentz, qui se rapproche de l’infini pour v \u2192 c.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

La relation pr\u00e9c\u00e9dente entre le travail et l’\u00e9nergie cin\u00e9tique est bas\u00e9e sur\u00a0<\/span>les lois du mouvement de Newton<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Lorsque nous g\u00e9n\u00e9ralisons ces lois selon le principe de la relativit\u00e9, nous avons besoin d’une g\u00e9n\u00e9ralisation correspondante de l’\u00e9quation de\u00a0<\/span>l’\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Si la vitesse d’un objet est proche de la vitesse de la lumi\u00e8re, il est n\u00e9cessaire d’utiliser\u00a0<\/span>la m\u00e9canique relativiste<\/span><\/strong>\u00a0pour calculer son\u00a0<\/span>\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

En\u00a0<\/span>m\u00e9canique classique<\/span><\/strong>\u00a0, l’\u00e9nergie cin\u00e9tique et l’\u00e9lan sont exprim\u00e9s comme:<\/span><\/p>\n

\"\u00e9lan<\/a><\/p>\n

La d\u00e9rivation de ses\u00a0<\/span>relations relativistes<\/span><\/strong>\u00a0est bas\u00e9e sur la\u00a0relation\u00a0<\/strong><\/span>relativiste\u00a0<\/span><\/strong>\u00e9nergie-momentum:<\/span><\/strong><\/p>\n

\"relation<\/a><\/p>\n

Elle peut \u00eatre d\u00e9riv\u00e9e, l’\u00a0<\/span>\u00e9nergie cin\u00e9tique relativiste<\/span><\/strong>\u00a0et la quantit\u00e9 de mouvement relativiste sont:<\/span><\/p>\n

\"\u00e9nergie<\/a><\/p>\n

Le premier terme (\u00a0<\/span>\u0263mc\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0) de l’\u00a0<\/span>\u00e9nergie cin\u00e9tique relativiste<\/span><\/strong>\u00a0augmente avec la vitesse v de la particule.\u00a0Le deuxi\u00e8me terme (\u00a0<\/span>mc\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0) est constant;\u00a0elle est appel\u00e9e\u00a0<\/span>\u00e9nergie de repos<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0(masse au repos) de la particule et repr\u00e9sente une forme d’\u00e9nergie qu’une particule poss\u00e8de m\u00eame lorsqu’elle est \u00e0\u00a0<\/span>vitesse nulle<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Lorsque la vitesse d’un objet s’approche de la vitesse de la lumi\u00e8re, l’\u00a0<\/span>\u00e9nergie cin\u00e9tique s’approche de l’infini<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Elle est caus\u00e9e par le\u00a0<\/span>facteur de Lorentz<\/span><\/strong>\u00a0, qui se rapproche de l’infini pour\u00a0<\/span>v \u2192 c<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Par cons\u00e9quent, la vitesse de la lumi\u00e8re ne peut \u00eatre atteinte par aucune particule massive.<\/span><\/p>\n

Le premier terme (\u0263mc\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup>\u00a0) est connu comme l’\u00a0<\/span>\u00e9nergie totale E<\/span><\/strong>\u00a0de la particule, car il est \u00e9gal \u00e0 l’\u00e9nergie de repos plus l’\u00e9nergie cin\u00e9tique:<\/span><\/p>\n

E = K + mc\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup><\/p>\n

Pour une particule au repos, c’est-\u00e0-dire que K est nul, l’\u00e9nergie totale est donc son \u00e9nergie de repos:<\/span><\/p>\n

E = mc\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup><\/p>\n

C’est l’un des r\u00e9sultats frappants de\u00a0<\/span>la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 d’Einstein<\/span><\/strong>\u00a0: la\u00a0<\/span>masse et l’\u00e9nergie sont \u00e9quivalentes et convertibles l’<\/span><\/strong>\u00a0une dans l’autre.\u00a0<\/span>L’\u00e9quivalence<\/span><\/strong>\u00a0de la masse et de l’\u00e9nergie est d\u00e9crite par la c\u00e9l\u00e8bre formule d’Einstein\u00a0<\/span>E = mc\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sup><\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Ce r\u00e9sultat a \u00e9t\u00e9 confirm\u00e9 \u00e0 maintes reprises exp\u00e9rimentalement en physique nucl\u00e9aire et \u00e9l\u00e9mentaire des particules.\u00a0Par exemple, voir\u00a0<\/span>Production de paires positrons-\u00e9lectrons<\/span><\/a>\u00a0ou\u00a0<\/span>Conservation de l’\u00e9nergie dans les r\u00e9actions nucl\u00e9aires<\/span><\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Voir aussi:\u00a0<\/span>Messe relativiste<\/span><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Exemple: \u00e9nergie cin\u00e9tique du proton<\/span><\/h2>\n

\"Qu'est-ce<\/a>Un proton (\u00a0<\/span>m = 1,67 x 10\u00a0<\/span>-27<\/span><\/sup>\u00a0kg<\/span><\/strong>\u00a0) se d\u00e9place \u00e0 une vitesse\u00a0<\/span>v = 0,9900c = 2,968 x 10\u00a0<\/span>8<\/span><\/sup>\u00a0m \/ s<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Quelle est son\u00a0<\/span>\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/strong>\u00a0?<\/span><\/p>\n

Selon un calcul classique, qui n’est pas correct, on obtiendrait:<\/span><\/p>\n

K = 1 \/ 2mv\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup>\u00a0= \u00bd x (1,67 x 10\u00a0<\/span>-27<\/span><\/sup>\u00a0kg) x (2,968 x 10\u00a0<\/span>8<\/span><\/sup>\u00a0m \/ s)\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup>\u00a0=\u00a0<\/span>7,355 x 10\u00a0<\/span>-11<\/span><\/sup>\u00a0J<\/span><\/strong><\/p>\n

Avec la correction\u00a0<\/span>relativiste, l’\u00e9nergie cin\u00e9tique relativiste<\/span><\/strong>\u00a0est \u00e9gale \u00e0:<\/span><\/p>\n

K = (\u0263 – 1) mc\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup><\/strong><\/p>\n

o\u00f9 le facteur de Lorentz<\/span><\/p>\n

\u0263 = 7,089<\/span><\/p>\n

par cons\u00e9quent<\/span><\/p>\n

K = 6,089 x (1,67 x 10\u00a0<\/span>-27<\/span><\/sup>\u00a0kg) x (2,9979 x 10\u00a0<\/span>8<\/span><\/sup>\u00a0m \/ s)\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup>\u00a0=\u00a0<\/span>9,139 x 10\u00a0<\/span>-10<\/span><\/sup>\u00a0J = 5,701 GeV<\/span><\/strong><\/p>\n

C’est environ\u00a0<\/span>12 fois plus d’<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9nergie que dans le calcul classique.\u00a0Selon cette relation, une acc\u00e9l\u00e9ration d’un faisceau de protons \u00e0 5,7 GeV n\u00e9cessite des \u00e9nergies qui sont dans l’ordre diff\u00e9rent.<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

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L’\u00e9nergie cin\u00e9tique, K, est d\u00e9finie comme l’\u00e9nergie stock\u00e9e dans un objet en raison de son mouvement. Il est appel\u00e9 \u00e9nergie cin\u00e9tique, du mot grec kinetikos – mouvement.\u00a0G\u00e9nie thermique   Qu’est-ce que l’\u00e9nergie cin\u00e9tique L’\u00e9nergie cin\u00e9tique,\u00a0K\u00a0, est d\u00e9finie comme l’\u00e9nergie stock\u00e9e dans un objet en raison de son mouvement.\u00a0Un objet en mouvement a la capacit\u00e9 de … Lire la suite<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[8],"tags":[],"yoast_head":"\nQu'est-ce que l'\u00e9nergie cin\u00e9tique - D\u00e9finition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"L'\u00e9nergie cin\u00e9tique, K, est d\u00e9finie comme l'\u00e9nergie stock\u00e9e dans un objet en raison de son mouvement. 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