1. Identifiez les forces agissant sur le système:
* Forces conservatrices: Ces forces travaillent indépendantes du chemin emprunté. Les exemples incluent:
* Gravité
* Forces élastiques (comme des ressorts)
* Forces électrostatiques (dans certains cas)
* Forces non conservatrices: Ces forces fonctionnent qui dépend du chemin emprunté. Les exemples incluent:
* Friction
* Résistance à l'air
* Tension (dans certains cas)
* Forces appliquées (si elles travaillent sur une distance)
2. Déterminez si seules les forces conservatrices agissent:
* si seules des forces conservatrices sont présentes: L'énergie mécanique totale (énergie potentielle + énergie cinétique) reste constante.
* si des forces non conservatrices sont présentes: L'énergie mécanique totale n'est pas conservée. Une partie de l'énergie mécanique sera convertie en d'autres formes d'énergie, comme la chaleur ou le son, en raison du travail effectué par des forces non conservatrices.
Situations où la conservation de l'énergie mécanique est valide:
* chute libre sans résistance à l'air: La gravité est la seule force agissant.
* un pendule simple oscillant dans un vide: La gravité et la tension (qui ne fonctionnent pas car elle agit perpendiculairement au mouvement) sont les principales forces.
* Un système de masse à ressort oscillant sur une surface sans frottement: La force élastique du printemps est la seule force.
* Une balle roulant dans une pente sans frottement: La gravité et la force normale (qui ne font pas de travail) sont les principales forces.
* un satellite en orbite autour de la terre en orbite circulaire: La gravité est la seule force agissant.
Situations où la conservation de l'énergie mécanique n'est pas valide:
* une voiture freinant à un arrêt: La friction entre les pneus et la route convertit l'énergie mécanique en chaleur.
* une balle rebondissant sur le sol: L'énergie est perdue lors de chaque rebond en raison de la collision et de la frottement inélastiques.
* un projectile se déplaçant dans les airs: La résistance à l'air (traînée) convertit l'énergie mécanique en chaleur et son.
Remarques importantes:
* Dans de nombreux scénarios du monde réel, il est difficile d'éliminer complètement les forces non conservatrices. Dans ces cas, le principe de conservation de l'énergie mécanique peut toujours être une approximation utile si les forces non conservatrices sont relativement faibles.
* La conservation de l'énergie est un principe fondamental de la physique. Même lorsque l'énergie mécanique n'est pas conservée, l'énergie totale du système reste constante. L'énergie est simplement transformée en d'autres formes.
Faites-moi savoir si vous souhaitez explorer plus en détail des exemples spécifiques!
