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Concept
Énergie cinétique
Résumé
En physique, l' est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement dans un référentiel donné. L'énergie cinétique n'est pas un invariant galiléen, c'est-à-dire que sa valeur dépend du référentiel choisi. Son unité est le joule.
L'énergie cinétique d'un point matériel dans un référentiel galiléen est égale au travaux des forces appliquées pour faire passer le point du repos à un mouvement.
vignette|Les wagons des montagnes russes possèdent une énergie cinétique maximale en bas de leur parcours. Lorsqu'ils commencent à monter, l'énergie cinétique est convertie en énergie potentielle.
Force vive (physique)
L'expression énergie cinétique provient du grec , « force en action » et , « mouvement ».
Gottfried Leibniz, s'opposant ainsi à Descartes qui estimait que la quantité de mouvement se conservait toujours, développa l'idée de la « force vive » (vis viva), à laquelle il attribuait la valeur . La force vive est donc le double de l'énergie cinétique.
Dans la théorie de la relativité, l'énergie cinétique d'un point matériel de masse inerte se déplaçant à une vitesse dans un référentiel donné vaut :
avec
Le coefficient est le facteur de Lorentz, est la vitesse de la lumière.
Dans les cas non relativistes, c'est-à-dire lorsque la vitesse du point est négligeable devant la vitesse de la lumière, le développement limité de l'énergie cinétique est :
Le terme du premier ordre est l'énergie cinétique classique. Pour un objet de allant à la vitesse de , la différence entre énergie cinétique relativiste et classique est d'environ 0,04 J pour une énergie cinétique classique de 50 MJ, soit un écart relatif d'environ , ce qui en fait une très bonne approximation.
On peut assimiler un corps à un système de points matériels de masses et de vitesses . En notant la masse totale du corps, on a .
Conformément à l'extensivité de l'énergie cinétique, l'énergie cinétique du système de points peut être définie comme la somme des énergies cinétiques des points matériels constituant le système :
Cette expression est générale et ne préjuge pas de la nature du système, déformable ou pas.
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