Fiche de cours

L'énergie mécanique

Collège > 5eme, 4eme, 3eme > Physique Chimie > L'énergie mécanique

Fiche de cours
Quiz et exercices
Vidéos et podcasts

Objectifs

Un objet en mouvement est caractérisé par son énergie cinétique, mais aussi par son énergie de position et son énergie mécanique. De quels facteurs ces énergies dépendent-elles ?
Quelles relations existe-il entre l'énergie cinétique, l'énergie potentielle et l'énergie mécanique ?

1. L'énergie de position

a. Étude de la chute d'une balle

Une balle est lâchée sans vitesse initiale dans une cuve remplie de billes en matière plastique. La chute de la balle est amortie par les billes auxquelles son énergie de mouvement est transférée.

Ce dispositif permet de comparer l'énergie cinétique de la balle au moment de l'impact.

b. Énergie cinétique acquise en fonction de la hauteur de chute

La même bille de masse m est lâchée successivement avec des hauteurs de chute h₁, h₂ puis h₃, avec h₃ > h₂ > h₁.

Plus la hauteur de chute est élevée, plus la balle s'enfonce dans la cuve de billes.
L'énergie cinétique de la balle au moment de l'impact est donc d'autant plus élevée que la hauteur de chute est élevée.

c. Énergie cinétique acquise en fonction de la masse de la bille

Des billes de masse m₁, m₂ et m₃ sont lâchées successivement avec une même hauteur de chute h, avec m₃ > m₂ > m₁.

Plus la masse est élevée, plus la balle s'enfonce dans la cuve de billes.
L'énergie cinétique de la balle au moment de l'impact est donc d'autant plus élevée que la masse de la bille est élevée.

Remarque :
Le poids est lié à la masse par la relation : P = m × g. On en déduit que plus le poids d'un objet est grand, plus son énergie cinétique est importante.

d. Interprétation

La balle tombe sous l'effet de son poids : elle est attirée par la Terre.

L'énergie cinétique initialement nulle augmente au cours de la chute.

L'énergie cinétique d'un corps ne peut augmenter que suite à un transfert d'énergie.

Au moment où la bille est lâchée, elle possède une autre forme d'énergie qui, au cours du mouvement, est transformée en énergie cinétique : cette autre forme d'énergie est l'énergie de position.

e. Qu'est-ce que l'énergie de position ?

Tout objet possède une énergie de position notée E_p qui est liée au poids de cet objet et à sa hauteur par rapport au sol.

L'énergie de position d'un corps est d'autant plus élevée que sa masse et sa hauteur par rapport au sol sont élevées.

2. L'énergie mécanique

a. Qu'est-ce que l'énergie mécanique ?

L'énergie mécanique d'un corps est notée E_m. Elle est définie comme étant la somme de l'énergie cinétique d'un corps et de son énergie de position :

E_m = E_c + E_p

L'énergie mécanique d'un corps dépend donc de sa vitesse, de sa masse et de sa hauteur par rapport au sol.

b. Conservation de l'énergie mécanique

Lorsqu'un corps n'est soumis qu'à son poids et ne subit pas de frottements ou d'autres actions, son énergie mécanique se conserve.

Lorsqu'un corps est immobile, son énergie cinétique est nulle ; donc son énergie mécanique est égale à son énergie de position : E_m = E_p.

Lorsqu'un corps est en chute libre, sa hauteur diminue, donc son énergie de position diminue aussi ; mais étant donnée que l'énergie mécanique reste constante, l'énergie cinétique augmente.

L'essentiel

Tout objet possède une énergie de position notée E_p qui est liée au poids de cet objet et à sa hauteur par rapport au sol.
L'énergie de position d'un corps est d'autant plus élevée que sa masse et sa hauteur par rapport au sol sont élevées.

L'énergie mécanique d'un corps est notée E_m. Elle est définie comme étant la somme de l'énergie cinétique d'un corps et de son énergie de position : E_m = E_c + E_p.

Lorsqu'un corps n'est soumis qu'à son poids et ne subit pas de frottements ou d'autres actions, l'énergie mécanique se conserve.

Évalue ce cours !

Note 3.5 / 5. Nombre de vote(s) : 177

Des quiz et exercices pour mieux assimiler sa leçon

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des quiz et exercices en accompagnement de chaque fiche de cours. Les exercices permettent de vérifier si la leçon est bien comprise ou s’il reste encore des notions à revoir.

S’abonner

Des exercices variés pour ne pas s’ennuyer

Les exercices se déclinent sous toutes leurs formes sur myMaxicours ! Selon la matière et la classe étudiées, retrouvez des dictées, des mots à relier ou encore des phrases à compléter, mais aussi des textes à trous et bien d’autres formats !

Dans les classes de primaire, l’accent est mis sur des exercices illustrés très ludiques pour motiver les plus jeunes.

S’abonner

Des quiz pour une évaluation en direct

Les quiz et exercices permettent d’avoir un retour immédiat sur la bonne compréhension du cours. Une fois toutes les réponses communiquées, le résultat s’affiche à l’écran et permet à l’élève de se situer immédiatement.

myMaxicours offre des solutions efficaces de révision grâce aux fiches de cours et aux exercices associés. L’élève se rassure pour le prochain examen en testant ses connaissances au préalable.

S’abonner

Des vidéos et des podcasts pour apprendre différemment

Certains élèves ont une mémoire visuelle quand d’autres ont plutôt une mémoire auditive. myMaxicours s’adapte à tous les enfants et adolescents pour leur proposer un apprentissage serein et efficace.

Découvrez de nombreuses vidéos et podcasts en complément des fiches de cours et des exercices pour une année scolaire au top !

S’abonner

Des podcasts pour les révisions

La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des podcasts de révision pour toutes les classes à examen : troisième, première et terminale.

Les ados peuvent écouter les différents cours afin de mieux les mémoriser en préparation de leurs examens. Des fiches de cours de différentes matières sont disponibles en podcasts ainsi qu’une préparation au grand oral avec de nombreux conseils pratiques.

S’abonner

Des vidéos de cours pour comprendre en image

Des vidéos de cours illustrent les notions principales à retenir et complètent les fiches de cours. De quoi réviser sa prochaine évaluation ou son prochain examen en toute confiance !

S’abonner

Profs en ligne

Découvrez le soutien scolaire en ligne avec myMaxicours

Plongez dans l'univers de myMaxicours et découvrez une approche innovante du soutien scolaire en ligne, conçue pour captiver et éduquer les élèves de CP à la terminale. Notre plateforme se distingue par une riche sélection de contenus interactifs et ludiques, élaborés pour stimuler la concentration et la motivation à travers des parcours d'apprentissage adaptés à chaque tranche d'âge. Chez myMaxicours, nous croyons en une éducation où chaque élève trouve sa place, progresse à son rythme et développe sa confiance en soi dans un environnement bienveillant.

Profitez d'un accès direct à nos Profs en ligne pour une assistance personnalisée, ou explorez nos exercices et corrigés pour renforcer vos connaissances. Notre assistance scolaire en ligne est conçue pour vous accompagner à chaque étape de votre parcours éducatif, tandis que nos vidéos et fiches de cours offrent des explications claires et concises sur une multitude de sujets. Avec myMaxicours, avancez sereinement sur le chemin de la réussite scolaire, armé des meilleurs outils et du soutien de professionnels dédiés à votre épanouissement académique.

EXERCE-TOI EN T'ABONNANT