Conservation de l'énergie
Quand un objet se déplace, son énergie peut passer du mouvement (énergie cinétique) à la position (énergie potentielle) et inversement, mais l'énergie mécanique totale reste la même tant que les frottements et la résistance de l'air n'en volent pas. Un objet qui tombe échange de la hauteur contre de la vitesse, et un objet qui monte échange de la vitesse contre de la hauteur — la somme ne change jamais.
E = ½ · m · v² + m · g · h
- E — énergie mécanique totale (J): l'énergie combinée du mouvement et de la position, constante sans frottement
- m — masse (kg): la quantité de matière de l'objet
- v — vitesse (m/s): la rapidité de l'objet à cet instant
- g — accélération de la pesanteur (m/s²): la force avec laquelle la gravité tire, environ 9.8 m/s² près de la surface terrestre
- h — hauteur (m): à quelle hauteur se trouve l'objet au-dessus d'un niveau de référence
Une balle de 2 kg se déplace à 4 m/s à une hauteur de 5 m au-dessus du sol. Avec g = 9.8 mètres par seconde au carré, quelle est son énergie mécanique totale ?
- m = 2 kg
- v = 4 m/s
- h = 5 m
- E = ½ · m · v² + m · g · h
- E = ½ · 2 kg · (4 m/s)² + 2 kg · 9.8 m/s² · 5 m
E = 114 J