Comprendre la loi de conservation de l'énergie
La loi de conservation de l'énergie stipule que l'énergie ne peut être créée ou détruite, seulement transformée d'une forme à une autre. Dans un système fermé, la quantité totale d'énergie reste constante.
Transformations d'énergie pour le cycliste
1. Énergie initiale: Le cycliste commence par une combinaison de:
* énergie cinétique: Énergie du mouvement due à la vitesse du cycliste.
* Énergie potentielle chimique: Énergie stockée dans le corps du cycliste, dérivée de la nourriture.
2. Transformation d'énergie: Alors que le cycliste pédale monte:
* énergie potentielle chimique est converti en énergie mécanique pour tourner les pédales.
* énergie mécanique est ensuite converti en énergie cinétique pour déplacer le vélo et énergie potentielle À mesure que le cycliste gagne en altitude.
3. énergie au sommet de la colline: Au sommet de la colline, le cycliste a:
* Énergie potentielle: Énergie stockée en raison de leur taille au-dessus du sol.
* énergie cinétique: S'ils se déplacent toujours, ils conservent une certaine énergie cinétique.
* Énergie potentielle chimique: Ils en ont utilisé, mais certains restes.
Facteurs affectant la conservation de l'énergie
* Friction: La friction des pneus, la résistance à l'air et les pièces mobiles du vélo font perdre une certaine énergie comme chaleur.
* Efficacité: Le corps du cycliste n'est pas efficace à 100% pour convertir l'énergie chimique en énergie mécanique. Une certaine énergie est perdue sous forme de chaleur dans le corps.
Points clés:
* Aucune énergie n'est perdue: Bien que une certaine énergie soit dissipée comme chaleur, l'énergie totale du système reste constante. C'est simplement transformé.
* Travail effectué contre la gravité: Le cycliste travaille contre la gravité pour gagner de l'énergie potentielle. Ce travail provient de l'énergie potentielle chimique stockée dans leur corps.
* compromis: Le cycliste peut échanger l'énergie cinétique (vitesse) contre une énergie potentielle (hauteur) et vice versa.
En conclusion: La loi de conservation de l'énergie explique pourquoi un cycliste peut monter sur une colline. L'énergie qu'ils dépensent par le pédalage (énergie potentielle chimique) est convertie en énergie potentielle à mesure qu'ils gagnent en hauteur, tandis que une certaine énergie est perdue pour la friction.
