Énergie cinétique en Première S : définition, formule et calcul

Première Physique-Chimie Énergie cinétique

L'énergie cinétique en Première S

Quand un objet se déplace, il possède de l'énergie liée à son mouvement : c'est l'énergie cinétique. Comprendre cette grandeur est essentiel pour expliquer pourquoi un taxi-be lancé à grande vitesse met plus de temps à s'arrêter, ou pourquoi un choc à vive allure est plus dangereux. C'est une notion centrale du programme de Première S.

Énergie cinétique : énergie que possède un solide de masse m du fait de sa vitesse v. Elle se calcule par Ec = ½ × m × v2, où Ec est en joules (J), m en kilogrammes (kg) et v en mètres par seconde (m/s).
Exemple

Ravo conduit une moto de masse totale 200 kg sur la route d'Antsirabe à la vitesse de 10 m/s (soit 36 km/h). Son énergie cinétique vaut Ec = ½ × 200 × 102 = ½ × 200 × 100 = 10 000 J, c'est-à-dire 10 kJ.

À retenir

  1. L'énergie cinétique se calcule par Ec = ½ × m × v2, en joules (J).
  2. La masse m doit être en kg et la vitesse v en m/s : pour convertir des km/h en m/s, on divise par 3,6.
  3. Si la vitesse double, l'énergie cinétique est multipliée par 4 (car v est au carré) ; si la masse double, elle est seulement multipliée par 2.

Exercice d'exemple

Exercice : Soa fait du vélo à Antananarivo. La masse de l'ensemble (vélo + Soa) est de 60 kg et sa vitesse est de 5 m/s. Calcule son énergie cinétique en joules.
Voir la correction

Ec = ½ × m × v2 = ½ × 60 × 52 = ½ × 60 × 25 = 750 J. L'énergie cinétique de Soa est donc égale à 750 joules.

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