MrNasri mrnasri.com — Cours de physique-chimie
Terminale — Bac 13. Énergie mécanique et théorème de l'énergie cinétique
Fiche de révision — Bac spécialité physique-chimie • mrnasri.com
Ce que tu dois savoir faire :
- Calculer l'énergie cinétique et l'énergie potentielle
- Énoncer et appliquer le théorème de l'énergie cinétique
- Identifier les forces conservatives et non conservatives
- Distinguer conservation et non-conservation de l'énergie mécanique
I. Énergie cinétique
E_c = ½·m·v²E_c en joules (J) • m en kg • v en m/s
II. Énergie potentielle de pesanteur
E_pp = m·g·zz = altitude par rapport à la référence choisie (en m)
III. Énergie mécanique
E_m = E_c + E_psomme de toutes les énergies cinétique + potentielle
IV. Théorème de l'énergie cinétique
La variation de l'énergie cinétique entre deux instants est égale à la somme des travaux des forces appliquées :
ΔE_c = E_c(B) − E_c(A) = Σ W_AB(F⃗)en joules (J)
V. Travail d'une force
W_AB(F⃗) = F⃗ · AB⃗ = F·AB·cos(α)α = angle entre F⃗ et le déplacement AB⃗
VI. Conservation de l'énergie mécanique
- S'il n'y a que des forces conservatives (poids, force électrique en champ uniforme) : E_m = constante.
- S'il y a des forces non conservatives (frottements, tension d'un fil sec) : E_m diminue (perte par frottement).
VII. Exemple type Bac
Énoncé. Une bille de 50 g est lâchée sans vitesse initiale d'une hauteur h = 2,0 m. On néglige les frottements. g = 9,8 m/s².
1) Calculer la vitesse au sol (conservation de E_m).
m·g·h = ½·m·v² → v = √(2·g·h) = √(2 × 9,8 × 2,0) ≈ 6,3 m/s.
2) Sans hypothèse, si la vitesse mesurée vaut 5,0 m/s, calculer l'énergie perdue.
E_perdue = m·g·h − ½·m·v² = 0,050 × 9,8 × 2,0 − ½ × 0,050 × 5² ≈ 0,36 J.
⚠ Erreurs fréquentes à éviter
ATTENTION
- Oublier le ½ dans E_c.
- Confondre poids et énergie potentielle.
- Travail négatif quand cos α < 0 (force opposée au mouvement).
- Confondre énergie mécanique constante et conservée.
★ À retenir absolument
L'ESSENTIEL
• E_c = ½·m·v² • E_pp = m·g·z
• ΔE_c = ΣW(F⃗)
• W = F·d·cos(α)
• E_m conservée si pas de frottements