Énergie cinétique et potentielle

Énergie cinétique et potentielle

Comment évolue l’énergie cinétique et l’énergie potentielle au cours d’un mouvement de chute ?

I. Énergie cinétique

Qu’est-ce que l’énergie cinétique ?

C’est une forme d’énergie liée au mouvement et proportionnelle à la vitesse. On la note E_c et elle s’exprime, comme toutes les énergies, en joules (J).

II. Énergie potentielle

Qu’est-ce que l’énergie potentielle ?

C’est une forme d’énergie liée à l’altitude. Plus l’altitude est importante, plus on est en hauteur et plus l’énergie potentielle est importante. Elle se note E_p et elle s’exprime, comme toutes les formes d’énergie, en joule (J).

III. Énergie cinétique et potentielle lors d’une chute

On représente la chute d’une pomme. Elle passe de la position 1 à la position 3.

Position 1 : La vitesse de la pomme en train de tomber est nulle donc son énergie cinétique est nulle. Par contre, son altitude est importante par rapport à l’altitude des autres positions. Donc, l’énergie potentielle représentée sur un diagramme bâton est importante.

Position 2 : Ensuite, la pomme continue à chuter donc l’énergie cinétique augmente puisque la vitesse de la pomme augmente. Et, elle perd de l’altitude donc l’énergie potentielle diminue entre la position 1 et la position 2.

Position 3 : Juste avant de rejoindre le sol, l’énergie cinétique est maximale, elle est égale à l’énergie potentielle présente au départ. L’énergie potentielle est nulle puisqu’on a quasiment atteint le sol, qui est considéré comme la référence pour l’énergie potentielle.

On peut aussi tracer l’énergie cinétique et l’énergie potentielle en fonction du temps dans un mouvement de chute. On utilise les axes tracés ici (énergies en fonction du temps). On trace l’énergie cinétique en rouge, elle augmente au cours du temps. L’énergie potentielle part d’une valeur maximale et diminue au cours du temps. Lors de la conversion de l’énergie potentielle en énergie cinétique pendant le mouvement de chute, on dit que l’énergie se conserve. C’est le cas lorsqu’il n’y a pas d’autres formes d’énergie mises en jeu dans les mouvements.