L’énergie est nécessaire pour effectuer toute forme de travail. L’énergie mécanique totale d’un système est la somme de l’énergie cinétique du système et de son énergie potentielle. Vous trouverez ci-dessous 22 exemples d’énergie mécanique.
Loi de conservation de l’énergie
L’énergie ne peut être ni créée ni détruite. Elle peut seulement être convertie d’une forme à une autre. La quantité totale d’énergie dans l’Univers reste donc constante.
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Une forme d’énergie ou une autre est nécessaire pour effectuer un travail. Cette énergie peut être due à la position du système, ou d’un objet, et est connue sous le nom d’énergie potentielle. L’énergie cinétique est l’énergie que possède un système ou un corps en raison de son mouvement relatif. L’énergie totale du système est la somme de son énergie potentielle et de son énergie cinétique qui est connue comme l’énergie mécanique du système.
Les planètes qui tournent autour du soleil, les atomes qui tournent autour du noyau, un ballon de football qui bouge ou même un poisson qui nage sont quelques exemples de systèmes qui possèdent de l’énergie mécanique.
L’énergie mécanique peut être utilisée pour effectuer un travail. À suivre dans cet article, des explications de quelques exemples de la façon dont l’énergie mécanique peut être convertie en d’autres formes d’énergie ainsi que la façon dont d’autres formes d’énergie sont converties en énergie mécanique pour effectuer un travail.
Exemples d’énergie mécanique
Une balle placée sur une table
Lorsqu’une balle est placée sur une table, elle est au repos. Elle aura une énergie potentielle due à la hauteur de la balle par rapport au sol. Maintenant, si la balle devait tomber de la table, l’énergie potentielle va commencer à se transformer en énergie cinétique. Leur somme, cependant, restera constante et constituera l’énergie mécanique totale du système. Juste avant que la balle ne touche le sol en dessous, l’énergie potentielle totale du système se réduira jusqu’à zéro et il n’aura plus que de l’énergie cinétique.
Centrale hydroélectrique
Une centrale hydroélectrique est un exemple de conversion d’énergie mécanique en énergie électrique. L’énergie mécanique de l’eau tombant d’une chute d’eau est utilisée pour faire tourner les turbines qui sont présentes au bas d’une chute d’eau. La rotation de ces turbines est utilisée pour produire de l’électricité.
Moteur à vapeur
Les moteurs à vapeur fonctionnent à la vapeur qui est une énergie thermique. Cette énergie thermique est convertie en énergie mécanique qui est utilisée pour faire fonctionner les locomotives. C’est un exemple de conversion d’énergie thermique en énergie mécanique.
Moteur à combustion interne
Dans un moteur à combustion interne, l’énergie chimique est convertie en énergie mécanique. Cette conversion est réalisée par la combustion du carburant. L’énergie mécanique est ensuite utilisée pour mettre le véhicule en mouvement.
Moulin à vent
Les moulins à vent sont utilisés dans la production d’électricité. L’énergie cinétique des vents fait tourner les pales. Les moulins à vent convertissent cette énergie cinétique des vents en énergie électrique.
Un pistolet à fléchettes
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Un pistolet à fléchettes peut stocker de l’énergie mécanique sous forme d’énergie élastique. Le pistolet à fléchettes possède un ressort qui peut stocker l’énergie élastique lorsqu’il est en position comprimée. Cette énergie, lorsque le ressort se détend, provoque le déplacement de la fléchette. Ainsi, l’énergie élastique du ressort se transforme en énergie cinétique de la fléchette en mouvement.
Un coup de balle
Une balle en mouvement possède une énergie cinétique. Une partie de cette énergie cinétique est convertie en énergie thermique et c’est la raison pour laquelle les cibles deviennent chaudes lorsqu’une balle les frappe.
Une partie de billard
Lorsqu’on joue au billard, l’énergie mécanique du bâton est transférée sur la boule de billard. Cela fait que la boule de billard se déplace et couvre une certaine distance avant de s’immobiliser.
Un moteur électrique
Un moteur électrique est utilisé pour la conversion de l’énergie électrique en une forme utilisable d’énergie mécanique. Ce processus est exactement opposé à celui d’un générateur. Un tel moteur est utilisé dans un ventilateur.
Moteurs électriques
L’énergie électrique est utilisée dans des moteurs où elle est convertie en énergie mécanique. Cette énergie mécanique se présente sous forme d’énergie cinétique d’une locomotive ou d’un véhicule en mouvement.
D’autres exemples de conservation de l’énergie mécanique sont :
■ Une flèche libérée par un arc
■ De l’eau libérée par un barrage
■ Relâcher un ressort après l’avoir comprimé
■ Relâcher un élastique qui a été étiré
■ Une boule de bowling frappant sur des quilles
■ Un pendule oscillant
■ Un objet glissant ou roulant s’immobilisant
Dans les exemples où l’énergie mécanique est stockée, elle est stockée sous forme d’énergie potentielle. Il existe également des cas où un corps possède simultanément les deux types d’énergie. Comme un satellite qui est en orbite autour de la Terre aura de l’énergie potentielle en raison de sa position par rapport à la surface de la Terre ainsi que de l’énergie cinétique en raison de son mouvement relatif par rapport à la planète.
