Quelle est la différence entre l'énergie cinétique et l'énergie potentielle?

Pour mettre tout corps en mouvement, le travail est la condition nécessaire. En même temps, pour effectuer ce travail, il faut dépenser un peu d’énergie.

L'énergie caractérise le corps en termes de capacité à produire du travail. L'unité de mesure de l'énergie est le Joule, abrégé en [J].

L'énergie totale de tout système mécanique est équivalente à la valeur totale de l'énergie potentielle et cinétique. Par conséquent, il est habituel d’affecter l’énergie potentielle et cinétique à des variétés d’énergie mécanique.

Si nous parlons de systèmes biomécaniques, alors l’énergie totale de tels systèmes consiste en outre en chaleur et en énergie des processus métaboliques.

Dans les systèmes de corps isolés, lorsque seules la gravité et l'élasticité agissent sur eux, la magnitude de l'énergie totale reste inchangée. Cette déclaration est une loi de conservation de l'énergie.

Quel est l'un et l'autre type d'énergie mécanique?

A propos de l'énergie potentielle

L'énergie potentielle est l'énergie déterminée par la position mutuelle des corps, ou les composants de ces corps en interaction les uns avec les autres. En d'autres termes, cette énergie est déterminée par la distance entre les corps .

Par exemple, lorsqu'un corps tombe et met en mouvement les corps qui l'entourent sur le chemin de la chute, la gravité produit un travail positif. Et au contraire, dans le cas de la levée du corps, on peut parler de production de travail négatif.

Formule d'énergie potentielle

Par conséquent, chaque corps, bien qu’à une certaine distance de la surface de la Terre, a une énergie potentielle. Plus la taille et le poids sont élevés, plus la valeur du travail effectué par le corps est grande. Dans le même temps, dans le premier exemple, lorsque le corps tombe, l’énergie potentielle est négative et, une fois élevée, elle est positive.

Cela est dû à l’égalité du travail de gravité en valeur, mais à l’inverse du signe du changement d’énergie potentielle.

De plus, un exemple d'occurrence d'énergie d'interaction peut être un objet sujet à une déformation élastique - un ressort comprimé : lors du redressement, il travaille la force élastique. Nous parlons ici de la performance du travail due à une modification de l’emplacement des composants du corps les uns par rapport aux autres lors de la déformation élastique.

En résumant les informations, nous notons qu'absolument tout objet affecté par la force de gravité ou la force d'élasticité aura l'énergie de la différence de potentiels.

A propos de l'énergie cinétique

L'énergie cinétique est celle que les corps commencent à posséder à la suite du processus de mouvement . Sur cette base, l'énergie cinétique des corps au repos est nulle.

Formule d'énergie cinétique

La valeur de cette énergie est équivalente à la quantité de travail à faire pour sortir le corps d'un état de repos et le faire bouger. En d'autres termes, l'énergie cinétique peut être exprimée par la différence entre l'énergie totale et l'énergie de repos.

Le travail du mouvement de translation, qui produit un corps en mouvement, dépend directement de la masse et de la vitesse au carré. Le travail du mouvement de rotation dépend du moment d'inertie et du carré de la vitesse angulaire.

L'énergie totale des corps en mouvement comprend les deux types de travail, elle est déterminée selon l'expression suivante: Les principales caractéristiques de l'énergie cinétique:

  • Additivité - définit l’énergie cinétique comme l’énergie du système, constituée d’un ensemble de points matériels et égale à l’énergie cinétique totale de chaque point de ce système;
  • Invariance par rapport à la rotation du repère - l'énergie cinétique est indépendante de la position et de la direction de la vitesse du point;
  • Conservation - la caractéristique indique que l’énergie cinétique des systèmes est inchangée dans toutes les interactions, dans le cas de modifications des caractéristiques mécaniques uniquement.

Exemples de corps à énergie potentielle et cinétique

Tous les objets surélevés et à une certaine distance de la surface de la Terre dans un état stationnaire sont capables de posséder de l'énergie potentielle. A titre d’exemple, il s’agit d’une dalle en béton, surélevée par une grue, à l’état stationnaire, à ressort armé.

L'énergie cinétique a des véhicules en mouvement, ainsi que, en général, tout objet roulant.

Dans le même temps, dans la nature, dans le domaine domestique et dans l’ingénierie, l’énergie potentielle est capable de passer à la cinétique, et cinétique, à son tour, à l’énergie potentielle.

Une balle lancée d'un certain point à une certaine hauteur: dans la position la plus haute, l'énergie potentielle de la balle est maximale et la valeur de l'énergie cinétique est égale à zéro, car la balle ne bouge pas et est au repos. Lorsque la hauteur diminue, l'énergie potentielle diminue en conséquence. Lorsque la balle atteint la surface de la terre, elle roulera; pour le moment l'énergie cinétique augmente et le potentiel sera égal à zéro.

Certains corps peuvent posséder les deux types d'énergie mécanique en même temps. À titre d'exemple, citons l'eau qui tombe du barrage, des pendules et des flèches volantes.

Conclusion - Comment l’énergie cinétique diffère-t-elle de l’énergie potentielle?

En résumé, nous notons que les deux sont des types différents d’énergie mécanique . Leur principale différence est que l'énergie potentielle est l'énergie de corps en interaction situés à distance et que l'énergie cinétique est l'énergie de mouvement de ces corps.

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