L'énergie cinétique Ec d'un objet en mouvement de translation

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Classe(s) : 1re ST2S | Thème(s) : L'influence de la vitesse d'un véhicule sur sa distance d'arrêt

Un solide adopte un mouvement de translation lorsque tout segment de ce solide reste parallèle à lui-même au cours du mouvement. Tous les points du solide ont alors la même vitesse v.

L’énergie cinétique Ec d’un solide en translation est l’énergie qu’il possède du fait de sa masse et de sa vitesse. Elle dépend de sa masse m et de sa vitesse v :

Image dont le contenu est 	m : masse du solide en kilogramme (kg)Ec = 12 mv2	v : vitesse en mètre par seconde (m.s–1)	Ec : énergie cinétique en joule (J); Fin de l'image

La vitesse intervient au carré dans la formule énergie cinétique : lorsque la vitesse est doublée alors l’énergie cinétique est quadruplée.

Exemple

Un camion de masse m = 38 tonnes se déplace à vitesse constante v = 90 km.h–1 sur une route droite et horizontale. On recherche l’énergie cinétique de ce camion.

On peut employer la formule Ec = 12 mv2 pour calculer son énergie cinétique, puisque le camion a un mouvement de translation.

Il faut convertir les valeurs numériques données pour pouvoir faire l’application numérique (rappel : 1 m.s–1 = 3,6 km.h–1) :

m = 38 tonnes = 3,8 × 104 kg et v = 90 km.h–1 = 25 m.s–1.

Ainsi, l’énergie cinétique vaut Ec = 0,5 × 3,8 × 104 × 252 soit Ec = 1,2 × 107 J = 12 MJ.