L'énergie cinétique

L'énergie cinétique de corps en mouvement peut être comparée en comparant leurs effets sur un autre corps.

Lorsqu'une bille est en chute libre, sa vitesse augmente tout au long de son mouvement.

Si deux billes sont lâchées de hauteurs différentes, alors celle qui est lâchée le plus haut possède une énergie cinétique supérieure à l'autre.

Deux billes identiques A et B sont lâchées respectivement d'une hauteurs h_A et h_B avec h_B > h_A :


Une chronophotographie permet de confirmer que la vitesse de la bille B est supérieure à celle de la bille A.


Résultats:
La bille B, qui possède une énergie cinétique supérieure à celle de bille A, s'enfonce plus profondément dans l'argile (trace de la bille B à droite).


On peut en déduire que l'énergie cinétique d'un corps dépend de sa vitesse : l'énergie cinétique d'un corps croit avec sa vitesse.

Deux billes C et D de masses respectives m_C et m_D sont lâchées de hauteurs identiques au dessus d'une plaque d'argile avec m_D > m_C :


Une chronophotographie permet de vérifier que leurs vitesses sont identiques et que seule la masse diffère.

Résultats :
La bille de masse la plus élevée s'enfonce plus profondément que l'autre.


On peut en déduire que l'énergie cinétique d'un corps dépend de sa masse : l'énergie cinétique d'un corps croit avec sa masse.

Un corps possède un mouvement de translation si, à chaque instant, tous ses points se déplacent à même vitesse, dans la même direction et dans le même sens.

L'énergie cinétique est une grandeur qui se note E_c.

Sa valeur peut être exprimée par une relation qui traduit sa dépendance à la vitesse et à la masse :


avec :

• E_c est la valeur de l'énergie cinétique qui s'exprime en joule (J) ;
• m est la masse du corps qui s'exprime en kilogramme (kg) ;
• v est la vitesse du corps qui s'exprime en mètre par seconde (m/s).

D'après cette relation, l'énergie cinétique est proportionnelle à la masse : si la masse est multipliée par deux, alors l'énergie cinétique l'est également.

L'énergie cinétique est proportionnelle au carré de la vitesse : si la vitesse est multipliée par deux, alors l'énergie cinétique est multipliée par quatre.