Science et technologie s1090

La conservation de l'énergie

Selon la loi de la conservation de l'énergie, l'énergie ne peut pas être créée ni détruite. Elle ne peut être que transformée d'une forme à une autre ou transférée d'un endroit à l'autre.

Un peu comme la matière se conserve au cours d'une réaction chimique et respecte la loi de la conservation de la matière, l'énergie respecte aussi la célèbre phrase de Lavoisier:

  « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ! »

Ainsi, selon cette loi, les transformations et les transferts d'énergie se déroulent sans perte d'énergie.

Pour que cette loi soit respectée, il est toutefois important d'être en présence d'un système isolé.

Un système isolé est un système qui n'effectue aucun échange de matière ni d'énergie avec son environnement. Un tel système assure que la totalité des énergies initiales est égale à la totalité des énergies finales obtenues.

Un thermos est un exemple de système isolé, car ce contenant permet de conserver le contenu (comme une soupe) et l'énergie (la chaleur de la soupe) sans que des échanges ne se produisent avec l'extérieur.
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(source)

La loi de la conservation de l'énergie permet d'étudier les transformations et les transferts d'énergie. Par exemple, elle peut expliquer pourquoi une perte d'énergie potentielle dans un système est compensée par une augmentation de l'énergie cinétique, permettant ainsi de conserver l'énergie mécanique totale (qui est la somme de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique).

Un chariot se déplace sur un rail. En supposant qu'il n'y ait aucun frottement, il est possible de déterminer les différents types d'énergie présents aux différents endroits.
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Au point A, le chariot se déplace et possède donc une certaine quantité d'énergie cinétique. De plus, il est situé à un point plus élevé que le sol, ce qui signifie qu'il a une certaine quantité d'énergie potentielle.
E k =100 J , E p =100 J E m =100 J+100 J=200 J 

Au point B, la vitesse du chariot a augmenté, car la hauteur par rapport au sol a diminué. L'énergie cinétique a donc augmenté, car l'énergie potentielle a diminué.
E k =200 J , E p =0 J , E m =200 J+0 J=200 J 

Au point C, le chariot a ralenti, car sa hauteur par rapport au sol a augmenté. L'énergie cinétique a donc diminué, car cette énergie s'est transformée en énergie potentielle.
E k =10 J , E p =190 J , E m =10 J+190 J=200 J 

Au point D, le chariot revient au même point qu'il était au départ. Il possède donc les mêmes quantités d'énergie que celles qu'il avait au départ.
E k =100 J , E p =100 J , E m =100 J+100 J=200 J 

L'énergie est conservée, car la quantité d'énergie au départ est la même tout au long du déplacement du chariot.

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Les exercices
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