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Énergie mécanique

L'énergie mécanique est une quantité utilisée en mécanique classique pour désigner l'énergie d'un système emmagasinée sous forme d'énergie cinétique et d'énergie potentielle mécanique. C'est une quantité conservée en l'absence de frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre deux systèmes en contact.) ou de choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.) et s'avère pour cela pratique à utiliser.

Expression

L'énergie mécanique (L'énergie mécanique est une quantité utilisée en mécanique classique pour désigner l'énergie d'un système emmagasinée sous forme d'énergie cinétique et d'énergie potentielle mécanique. C'est une...) s'exprime généralement :

Em = Ec + Ep

où :

  • Em est l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons,...)
  • Ec est l'énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique d’un corps est égale au travail nécessaire pour faire...)
  • Ep est l'énergie potentielle

Solide ponctuel (En géométrie, un point est le plus petit élément constitutif de l'espace de travail.)

Pour un solide ponctuel M l'énergie potentielle mécanique (L'énergie potentielle mécanique est l'énergie que possède un système du fait de sa position :) est donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un événement, etc.) par sa position et l'énergie cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.) par sa vitesse (On distingue :). On a donc

E_m = \frac{1}{2} mv^2 + V(M)

où :

  • m est la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la...) du solide
  • v est la vitesse du centre de gravité ;
  • V est le potentiel mécanique au niveau du point (Graphie) M

Solide étendu non déformable

Pour un solide indéformable non ponctuel, il convient d'ajouter l'énergie cinétique de rotation. L'énergie potentielle est donnée, dans le cas d'un potentiel gravitationnel, par la position du centre de gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) G.

E_m = \frac{1}{2} mv^2 + \frac{1}{2} J \Omega ^2 + V(G)

où, toutes notations égales par ailleurs

  • J est le moment d'inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (se déplaçant sur une droite à vitesse...) du solide par rapport à son axe de rotation ;
  • Ω est sa vitesse angulaire (En physique, et plus spécifiquement en mécanique, la vitesse angulaire ω, aussi appelée fréquence angulaire, est une mesure de la vitesse de rotation.) de rotation.

Solide déformable

Pour un solide déformable, interviennent des termes de déformation (tension, torsion (La torsion est la déformation subie par un corps soumis à l'action de deux couples opposés agissant dans des plans parallèles.), contraction) tant dans l'énergie cinétique que l'énergie potentielle mécanique.

Conservation

L'énergie mécanique d'un système soumis à des forces conservatives, c'est-à-dire dérivant d'un potentiel, est conservée.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0.

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