📘 La conservation de l’énergie

L’énergie est une grandeur qui mesure la capacité d’un système à agir. Elle existe sous plusieurs formes et se conserve : elle ne peut être ni créée ni détruite, seulement transformée ou transférée.

📐 I. Notion d’énergie

L’énergie est la capacité d’un système à modifier son état ou celui d’un autre système.
Unité : le joule (J). Multiples : kJ (10³ J), MJ (10⁶ J), kWh (3,6 × 10⁶ J).

📐 II. Formes d’énergie

Énergies liées au mouvement :

• Énergie cinétique (Ec) : énergie due à la vitesse d’un objet.
  Ec = ½ × m × v² (J), avec m en kg et v en m/s.
  Plus un objet est rapide ou lourd, plus Ec est grande.
• Énergie potentielle de pesanteur (Ep) : énergie due à la hauteur d’un objet.
  Ep = m × g × h (J), avec m en kg, g ≈ 10 N/kg, h en m.
  Plus un objet est haut, plus Ep est grande.
• Énergie mécanique (Em) : Em = Ec + Ep.

Autres formes :
• Énergie chimique : stockée dans les liaisons chimiques (aliments, combustibles, batteries).
• Énergie thermique : due à l’agitation des particules (chaleur).
• Énergie électrique : associée aux charges en mouvement.
• Énergie lumineuse (rayonnante) : transportée par les ondes lumineuses.

📐 III. Bilans d’énergie et diagrammes énergétiques

Un diagramme énergétique représente la conversion d’une forme d’énergie en une autre, en faisant apparaître les transferts utiles et les pertes (chaleur, frottements).
Exemple : une lampe convertit l’énergie électrique en énergie lumineuse + énergie thermique (chaleur perdue).

Rendement : r = E_utile / E_totale × 100 % ≤ 100 %.

Puissance (P) : vitesse de transfert ou de conversion d’énergie.
P = E / t (W = J/s), avec P en watts, E en joules, t en secondes.

📐 IV. Conservation de l’énergie mécanique

Si un objet est soumis uniquement à son poids (sans frottement) : l’énergie mécanique se conserve.
Em = Ec + Ep = constante.
Lors d’une chute libre : Ep diminue → Ec augmente (conversion).

Si des frottements existent → l’énergie mécanique diminue (convertie en chaleur).

💡 À retenir

• Ec = ½ × m × v² ; Ep = m × g × h ; Em = Ec + Ep.
• Sans frottement : Em = constante (conservation).
• L’énergie ne se crée ni ne se détruit : elle se transforme.
• Puissance : P = E / t, en watts (W).