Les types d’énergie en physique : énergie cinétique, énergie potentielle et énergie mécanique:

En physique, l’énergie est une grandeur qui quantifie la capacité d’un système à produire un travail. On distingue plusieurs formes d’énergie “purement physiques”, c’est‑à‑dire indépendantes de considérations chimiques ou biologiques. Parmi celles‑ci :

· Énergie cinétique, liée au mouvement des corps.

· Énergie potentielle, liée à la position d’un corps dans un champ de forces (gravitationnel, électrostatique, etc.).

· Énergie mécanique, somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle, caractéristique des systèmes où seules des forces de type mécanique interviennent.

1. Énergie cinétique (Eₙ)

Définition : énergie qu’un corps de masse m possède du fait de sa vitesse v.

Formule :

Eₙ = ½ m v²

Exemple : Un véhicule de 1 200 kg roulant à 20 m/s possède Eₙ = 240 000 J.

2. Énergie potentielle gravitationnelle (Eₚ)

Définition : énergie d’un objet de masse m à une hauteur h dans un champ de pesanteur g.

Formule :

Eₚ = m g h

Exemple : Une masse de 5 kg placée à 10 m de hauteur a Eₚ = 490,5 J.

3. Énergie mécanique (Eₘ)

Définition : somme de l’énergie cinétique et potentielle ;

Eₘ = Ec + Eₚ.

Principes : en l’absence de forces non conservatrices, Eₘ reste constant au cours du mouvement.

Applications : pendule simple, montagnes russes.

4. Autres formes “purement physiques” d’énergie:

1. Énergie élastique :

Eₑₗₐₛₜ = ½ k x²

2. Énergie de rotation :

Eᵣₒₜ = ½ I ω²

3. Énergie thermique :

Eₜₕₑᵣₘ = Σ ½ mᵢ vᵢ²

4. Énergie électromagnétique :

E = ½ ε₀ ∫ E² dV + ½/μ₀ ∫ B² dV

La célèbre relation de masse-énergie :

E = mc²

Conclusion:

Ces formes d’énergie sont fondamentales pour l’analyse de tout système physique. Leurs formules et le principe de conservation mécanique permettent de résoudre une multitude de problèmes en dynamique et thermodynamique.