Qu'est-ce que l'énergie mécanique?
L'énergie mécanique est la somme du potentiel et de l'énergie cinétique d'un système.
* Énergie potentielle (PE): Énergie stockée en raison de la position ou de la configuration d'un objet. Les exemples incluent:
* Énergie potentielle gravitationnelle: Énergie stockée en raison de la hauteur d'un objet au-dessus d'un point de référence.
* Énergie potentielle élastique: Énergie stockée dans un ressort étiré ou comprimé.
* énergie cinétique (KE): Énergie possédée par un objet en raison de son mouvement. Cela dépend de la masse et de la vitesse de l'objet.
Forces conservatrices:
Ces forces travaillent indépendantes du chemin emprunté. Ils ont la propriété que le travail effectué par la force sur un objet passant d'un point à un autre est le même quel que soit le chemin emprunté. Les exemples incluent:
* Gravité: Le travail effectué par la gravité n'est déterminé que par la différence de hauteur, et non par le chemin parcouru.
* Forces élastiques: Le travail effectué par un ressort n'est déterminé que par la quantité de compression ou d'étirement, et non par le chemin emprunté.
Forces non conservatrices:
Ces forces fonctionnent qui dépend du chemin emprunté. Les exemples incluent:
* Friction: Les travaux effectués par la friction dépendent de la distance parcourue, pas seulement des positions initiales et finales.
* Résistance à l'air: Le travail effectué par la résistance à l'air dépend également du chemin parcouru.
comment l'énergie mécanique est conservée:
Dans un système fermé avec uniquement des forces conservatrices agissant, ce qui suit se produit:
1. Théorème d'énergie de travail: Lorsque les forces conservatrices travaillent sur un objet, le travail effectué est égal au changement de l'énergie mécanique de l'objet.
2. Aucune perte d'énergie: Étant donné que les forces conservatrices ne dissipent pas l'énergie, l'énergie mécanique totale reste constante. Tout changement d'énergie potentiel est directement converti en énergie cinétique et vice-versa.
Exemple:
Imaginez une balle tombant d'une hauteur. Voici comment l'énergie mécanique est conservée:
* initialement: La balle a une énergie potentielle élevée et une faible énergie cinétique.
* comme il tombe: La gravité fonctionne sur le ballon, convertissant l'énergie potentielle en énergie cinétique. La balle accélère, gagnant de la vitesse.
* juste avant de frapper le sol: La balle a une énergie cinétique élevée et une faible énergie potentielle.
Remarque importante:
* Scénarios du monde réel: En réalité, il existe toujours des forces non conservatrices présentes (par exemple, frottement, résistance à l'air). Ces forces entraînent une diminution de l'énergie mécanique, la convertissant en d'autres formes comme la chaleur.
* Système fermé: Le concept de conservation de l'énergie mécanique est le plus précis dans les systèmes fermés idéaux où les forces non conservatrices sont négligeables.
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