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21 exemples d'énergie mécanique
L'énergie mécanique est celle que les corps présentent en raison de leur mouvement, de leur état par rapport à un autre corps ou de leur état de déformation.
On peut distinguer deux types d’énergie mécanique que possèdent les corps. Premièrement, ils ont une énergie cinétique, ce qui leur permet de bouger, et sont conditionnés par la masse et la vitesse du corps.
D'autre part, l'énergie potentielle qui est la conséquence du système de forces agissant sur le corps. Dans l'énergie potentielle, nous pouvons distinguer entre gravitationnel ou élastique.
L'énergie potentielle gravitationnelle est l'énergie appartenant aux corps par le fait d'avoir une masse concrète et d'être à une distance mutuelle.
Et l'énergie élastique potentielle est celle par laquelle, par déformation, étirement ou séparation de sa position initiale, peut retrouver son état initial.
Exemples dans le monde de l'énergie mécanique
Énergie éolienne
Grâce au mouvement du vent, des dispositifs appelés tours éoliennes sont créés pour transformer l'énergie du mouvement du vent en énergie électrique.
Les pales de la tour éolienne fournissent un courant électrique qui va à un générateur.
Énergie marémotrice
L'énergie cinétique produite par le mouvement des marées peut être utilisée pour convertir de l'énergie électrique avec des mécanismes installés sur les côtes.
Énergie hydraulique
Profitant de la force de l'eau, des mécanismes sont mis en place pour convertir cette force de mouvement en énergie électrique.
Par exemple, les barrages dans les rivières font passer l’énergie cinétique de l’eau dans un moulin qui transforme cette énergie cinétique en énergie électrique.
Autrefois, cette force était utilisée pour moudre la farine.
Corps humain
Le corps humain transforme les nutriments des aliments en énergie, ce qui permet le mouvement et l'entretien du corps.
Personne poussant un objet
Quand une personne pousse un objet, elle transfère son énergie cinétique à l'objet pour la déplacer
Des ressorts
Les ressorts, comme les ressorts, libèrent leur énergie élastique lorsqu'ils sont comprimés, les convertissant en énergie cinétique
Vélo
Sur une bicyclette, le cycliste transmet l’énergie cinétique de ses jambes à la bicyclette, ce qui provoque son déplacement avec le système de pédale et de roue.
Si nous sommes sur une pente descendante, il ne sera pas nécessaire de fournir autant d’énergie au vélo, puisque l’énergie potentielle sera transformée en énergie cinétique, déplaçant ainsi ses roues.
Glisser
Glisser vers le bas d'une diapositive transforme l'énergie potentielle gravitationnelle en énergie cinétique à mesure qu'elle descend.
Poulies
Un système de poulies permet de transformer l'énergie potentielle en énergie cinétique pour déplacer les objets à l'aide de la poulie.
En fonction de la taille, la transformation de l'énergie sera proportionnelle, pouvant déplacer des objets avec beaucoup de poids sans avoir à les équiper de grandes quantités d'énergie cinétique.
Pendule d'une horloge
Les pendules d'une horloge transforment alternativement l'énergie potentielle en énergie cinétique et inversement.
L'énergie obtenue par le mouvement du pendule se transforme en énergie cinétique nécessaire pour déplacer les engrenages de l'horloge.
Certaines anciennes horloges devaient être enroulées pour donner au pendule une énergie cinétique suffisante pour démarrer son énergie potentielle.
Engrenages d'une montre de poche
Les engrenages d'un relais de poche sont préparés pour transformer l'énergie électrique du pieu, ou l'énergie cinétique si elle est enroulée, en une autre énergie cinétique qui se transforme dans le mouvement des aiguilles.
C'est un système très précis car il nécessite toujours la même quantité d'énergie pour fonctionner correctement
Vent un jouet
En enroulant un jouet, nous transformons l'énergie élastique de son ressort interne en énergie cinétique qui fait bouger le jouet.
Il existe différents types d’engrenages à l’intérieur des jouets en fonction du mouvement qu’ils sont censés effectuer.
Il y a aussi des jouets qui sont enroulés pour activer un mécanisme d'enregistrement interne qui les fait parler
Enroulez une boîte à musique
En enroulant une boîte à musique, nous transformons le mouvement que nous leur donnons en énergie cinétique qui le fait bouger normalement sur une pièce métallique pour produire des sons.
Rasoir ou tondeuse
Une fois que nous allumons ce type d'appareil, nous transformons l'énergie électrique en énergie mécanique pour déplacer les pales.
Mélangeur
Lorsque vous allumez cet appareil connecté au courant électrique, l'énergie électrique est transformée en énergie cinétique qui déplace les pales du mélangeur.
Moulin à poivre
Avec un moulin à poivre, avec la force que nous effectuons pour déplacer son mécanisme, nous fournissons à l’appareil une énergie cinétique suffisante pour briser les grains de poivre grâce à son mécanisme
Tondeuse à gazon
Transforme l'énergie chimique produite par le carburant en énergie cinétique pour déplacer et déplacer les lames qui coupent l'herbe.
Voiture de caboteur
Avec ce mécanisme, l'énergie potentielle est transformée en énergie cinétique à mesure qu'elle monte et descend les rampes.
Des frondes
Avec cet appareil, nous transformons l’énergie élastique du caoutchouc en énergie cinétique qui se déplacera et lancera le projectile que nous choisirons.
Objet en verre ou en porcelaine tombant
Si nous avons un objet en verre ou en porcelaine qui tombe, l’énergie potentielle de la gravité amène l’objet à être chargé d’énergie cinétique qui sera libérée une fois qu’elle se brisera sur le sol.
Lancer un objet
Lorsque nous lançons un objet, nous lui transmettons notre énergie cinétique pour se déplacer. Dans le cas d'une balle, si on la lance à quelqu'un, pour l'arrêter, il faudra neutraliser la force.
Skateur
Un skateboard professionnel utilise l'énergie potentielle obtenue en faisant glisser une rampe d'énergie cinétique pour atteindre un mouvement et une vitesse plus grande.
Références
- STEIMEL, Andreas.Puissance motrice électrique et approvisionnement énergétique: bases et expérience pratique. Oldenbourg Industrieverlag, 2008.
- KITTEL, Charles.Introduction à la physique du solide. Wiley, 2005
- ALONSO, Marcelo; FINN, Edward J.Physique universitaire fondamentale. Reading, MA: Addison-Wesley, 1967.
- WERNICKE, Raul.Cours de physique biologique. L'Ateneo, 1931.
- BLATT, Frank J. SÁNCHEZ, Alberto Lima.Fondements de la physique. Prentice-Hall Hispanoamericana, 1991.
- ILLICH, Ivan. Energie et équitéBulletin CF + S, 2005, no 28.
- SOLBES, Jordi; TARÍN, Francisco. Quelques difficultés autour de la conservation de l'énergie.Enseignement des sciences1998, vol. 16, no 3, p. 387-397.