ENSEIGNER
jeudi 21 septembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Travail mécanique et énergie 1S
  -  _ (Anciens programmes)  -  Physique

Modèle 1: Modèle de l'énergie

 

L’énergie est d’abord introduite par ses propriétés puis, comme le font les physiciens, par un principe fondamental de conservation.
L’énergie une grandeur associée à un système. Son unité est le joule (J).

I. LES TROIS PROPRIÉTÉS ET LE PRINCIPE DE CONSERVATION DE L’ÉNERGIE

1. Les trois propriétés de l’énergie

a. Un système peut stocker l’énergie : possibilité de stockage de l’énergie.
b. Un système peut changer la forme sous laquelle il stocke l’énergie : possibilité de changement de forme de l’énergie.
c. Un système peut fournir de l’énergie à un autre système ou en recevoir d’un autre système : possibilité de transfert de l’énergie.

2. Le principe fondamental de la conservation de l’énergie

Quels que soient les différentes transformations et les différentes transferts qu’elle subit,  l’énergie ne peut être ni crée ni détruite.

Conséquences :

a) Si un système ne reçoit et ne fournit aucune énergie alors son énergie se conserve. On dit qu’un tel système est énergétiquement isolé. Seul l’univers est en toute rigueur énergétiquement isolé mais il est très utile aux physiciens de choisir des systèmes qu’ils pourront considérer comme tels.
b) Si un système ne reçoit pas la même quantité d’énergie que celle qu’il fournit, alors son énergie varie d’une quantité égale à la différence entre les quantités d’énergie qu’il reçoit et qu’il perd.

II. LES MODES DE TRANSFERTS ET DE CHANGEMENTS DE FORME DE L’ÉNERGIE

Les transferts d’énergie peuvent avoir lieu entre deux systèmes ou entre deux parties d’un même système. Dans ce dernier cas, les transferts d’énergie au sein du système peuvent se traduire par des changements de forme sous laquelle il stocke l’énergie.

Les différents modes de transfert de l’énergie sont :

          Le transfert par mode travail

On considère qu’il y a transfert d’énergie par mode travail chaque fois qu’il y déplacement d’un objet (ou d’une partie d’un objet) au cours d’une interaction.

On peut distinguer le travail mécanique et le travail électrique. Dans ce dernier cas, l’interaction est de nature électrique et les objets en mouvement sont chargés (courant électrique par exemple)
          Le transfert thermique ou mode chaleur
          Le transfert par mode rayonnement

III. LES DIFFÉRENTS TYPES DE SYSTÈMES : RÉSERVOIRS ET TRANSFORMATEURS

Au cours d’une situation donnée :
            - un système sera considéré comme un réservoir quand la quantité d’énergie qu’il stocke peut varier.
            - un système sera considéré comme un transformateur quand il fournit autant d’énergie qu’il en reçoit et que les modes de transferts par lesquels il fournit l’énergie ne sont pas les mêmes que ceux par lesquels il la reçoit.

IV. CHAÎNE ÉNERGÉTIQUE

Pour construire une chaîne énergétique, il faut utiliser les symboles suivants :

en indiquant :
- sous chaque rectangle le nom du système correspondant dans la situation décrite ;
- au-dessus de chaque flèche le mode de transfert.

et en mettant une flèche par mode de transfert.

 Il faut tenir compte des règles suivantes :
- une chaîne énergétique complète commence et se termine par un réservoir ;
- le réservoir initial est différent du réservoir final.

V.  DIFFÉRENTES FORMES D’ÉNERGIE EN MÉCANIQUE

Historiquement, en mécanique, les physiciens ont été conduits à distinguer, en particulier, deux formes d'énergie :

1.  L'énergie cinétique
Elle dépend de la masse du système et de sa vitesse.

2.  L'énergie potentielle
En physique, un système, même immobile, peut aussi posséder de l'énergie : on traduit cela en disant que de l'énergie est stockée sous forme potentielle, mot exprimant la potentialité d'un mouvement ultérieur.