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Utiliser l'expression de l'énergie cinétique

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Objectifs

Connaitre l’expression de l’énergie cinétique.
Savoir utiliser l’expression de l’énergie cinétique.

Point clé

L'énergie cinétique d'un solide, notée E_c, est égale au produit de la masse m de ce solide et du carré de sa vitesse v : .

Pour bien comprendre

Masse, vitesse, énergie
Unités des grandeurs

1. Le principe de l'énergie cinétique

Un corps en mouvement possède la capacité d'agir sur un autre corps.

Il peut déformer un autre corps.

Exemple
Un gymnaste déforme le trampoline sur lequel il retombe.
Il peut mettre en mouvement un autre corps.

Exemple
Une boule de pétanque lancée sur une autre boule peut la mettre en mouvement.

Un corps en mouvement possède une énergie de mouvement appelée énergie cinétique.

Remarque
Le terme « cinétique » provient du grec « kinetikos » qui signifie « mouvement ».

2. L'expression de l'énergie cinétique

L'énergie cinétique d'un solide, notée E_c, est égale au produit de la masse m de ce solide et du carré de sa vitesse v .

avec :

E_c la valeur de l'énergie cinétique, en joule (J)
m la masse du corps, en kilogramme (kg)
v la vitesse du corps, en mètre par seconde (m·s^–¹)

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.

Exemple
Une balle de tennis d'une masse m = 30 g atteint une vitesse de 54 m·s^–¹.
Pour calculer l’énergie cinétique de cette balle, on utilise la formule