Energy 1:00

Énergie Potentielle et Cinétique pour les Enfants

1Qu'est-ce que l'Énergie Potentielle ?

Pensez à l'énergie potentielle comme à de « l'énergie au repos » ou de l'énergie qui attend d'arriver. Tout comme une pile stocke du courant pour tes jouets, les objets peuvent stocker de l'énergie selon leur position ou leur forme. Par exemple, lorsque tu tires sur la corde d'un arc ou que tu soulèves une balle lourde très haut dans les airs, tu la remplis d'énergie potentielle ! Plus un objet est haut par rapport au sol, plus il possède d'énergie potentielle, car la gravité attend de le faire tomber. Les scientifiques appellent cela « l'énergie potentielle gravitationnelle », et c'est la raison pour laquelle un grand huit semble si puissant juste avant de plonger de la première grande pente.

2L'Énergie Cinétique : l'Énergie en Action

Une fois qu'un objet commence à bouger, cette énergie potentielle stockée ne s'évapore pas — elle se transforme en énergie cinétique ! L'énergie cinétique est l'énergie du mouvement. Tout ce qui file, roule ou vole possède de l'énergie cinétique. La quantité d'énergie cinétique dépend de deux choses : le poids de l'objet et sa vitesse. Un camion lourd roulant à 100 km/h possède beaucoup plus d'énergie cinétique qu'un petit vélo allant à la même vitesse ! Chaque fois que tu vois quelque chose en mouvement, d'un ventilateur qui tourne à une feuille qui tombe, tu assistes à la forme la plus passionnante de l'énergie cinétique.

3La Grande Transformation de l'Énergie

L'une des règles les plus importantes en science est que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite ; elle peut seulement changer de « déguisement ». C'est ce qu'on appelle la Loi de la Conservation de l'Énergie. Dans un grand huit, le trajet est un échange constant entre les formes potentielle et cinétique. Lorsque tu montes, l'énergie potentielle augmente. Lorsque tu plonges, elle se transforme en énergie cinétique. Cependant, une partie de l'énergie se transforme aussi en son (le cliquetis des rails) et en chaleur (la friction des roues). Même si un pendule finit par s'arrêter de se balancer, l'énergie n'a pas disparu — elle s'est simplement dispersée dans l'air sous forme de minuscules quantités invisibles de chaleur !

Transcription de la Vidéo

Introduction

L'énergie se transforme constamment ! Quand un grand huit monte au sommet d'une colline, il stocke de l'énergie potentielle comme une pile. Quand il dévale la pente, cette énergie stockée se transforme en énergie cinétique – l'énergie du mouvement. L'énergie ne disparaît jamais, elle change seulement de déguisement !

Faits Clés

Saviez-vous que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite, seulement transformée d'un type à un autre ? Saviez-vous qu'un élastique tendu stocke de l'énergie potentielle qui devient énergie cinétique quand on le lâche ? Saviez-vous que votre corps convertit l'énergie chimique des aliments en énergie cinétique pour bouger et en énergie thermique pour vous garder au chaud ?

Réfléchis

Pourquoi pensez-vous qu'une horloge à pendule finit par s'arrêter de se balancer si personne ne lui donne de remontoir, même si l'énergie ne peut être détruite ?

La Réponse

L'énergie du pendule se transforme progressivement en énergie thermique à cause de la friction et de la résistance de l'air ! Chaque fois qu'il oscille, une petite partie de son énergie cinétique devient de la chaleur. Puisque cette énergie n'est pas détruite mais dispersée sous forme de chaleur, le pendule ralentit et s'arrête progressivement à moins qu'une nouvelle énergie ne lui soit fournie en remontant l'horloge.

Questions Fréquentes

Quelle est la différence principale entre l'énergie potentielle et l'énergie cinétique ?

L'énergie potentielle est de l'énergie stockée qui attend d'être utilisée, tandis que l'énergie cinétique est l'énergie d'un objet qui est en mouvement. Tu peux imaginer l'énergie potentielle comme un alpiniste debout au sommet d'un pic, et l'énergie cinétique comme ce même alpiniste dévalant une pente enneigée !

Un objet peut-il avoir à la fois de l'énergie potentielle et cinétique en même temps ?

Oui, absolument ! Un oiseau qui vole dans les airs a de l'énergie cinétique parce qu'il bouge, mais il a aussi de l'énergie potentielle parce qu'il est haut dans le ciel. Tant qu'un objet est en mouvement et qu'il a le potentiel de tomber ou de changer de position, il porte les deux types d'énergie à la fois.

Pourquoi une balle cesse-t-elle de rebondir si l'énergie ne peut être détruite ?

Même si l'énergie n'est pas détruite, elle se transforme en formes qui ne sont pas utiles pour rebondir, comme le son et la chaleur. Chaque fois que la balle frappe le sol, une partie de son énergie cinétique se transforme en un bruit de 'toc' et en une minuscule quantité de chaleur sur la surface de la balle. Finalement, toute l'énergie du rebond s'est transformée en chaleur et en son, donc la balle s'arrête.

Comment les élastiques nous montrent-ils l'énergie potentielle ?

Lorsque tu étires un élastique, tu utilises tes muscles pour stocker de « l'énergie potentielle élastique » à l'intérieur du caoutchouc. Plus tu l'étires, plus il stocke d'énergie ! Quand tu le lâches, cette énergie potentielle se transforme instantanément en énergie cinétique lorsque l'élastique reprend sa forme initiale ou vole à travers la pièce.

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