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Énergie cinétique

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L'énergie cinétique est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique d’un corps est égale au travail nécessaire pour faire passer le dit corps du repos à son mouvement. On peut déduire de cela, dans le cadre de la physique newtonienne, qu’une variation d’énergie cinétique d’un corps pendant une certaine durée est égale au travail des forces externes exercées sur ce corps. C’est le théorème de l’énergie cinétique.

Le terme même d’énergie cinétique semble remonter au physicien William Thomson, plus connu sous le nom de Lord Kelvin. Il dérive en fait du mot grec kinesis signifiant mouvement. Toutefois, le concept est plus ancien puisqu’il provient des réflexions sur la mécanique de Gottfried Leibniz et Johann Bernoulli, qui décrivaient l'énergie cinétique comme une vis viva, en latin, c'est-à-dire la force vivante responsable du mouvement des corps. Leibniz se fit l’avocat d’une définition mathématique de la vis viva, qu’il introduisit comme le produit de la masse d’un objet par le carré de sa vitesse (mv2), pendant les années 1676–1689, par opposition à la quantité de mouvement mv de Descartes et Newton censée jouer un rôle similaire.

De nos jours, l’énergie cinétique Ek d’une particule est un concept différent de sa quantité de mouvements p mais n’en est pas indépendant. Ainsi, en mécanique newtonienne, on a pour une particule de masse m en translation à la vitesse v :

                                    Ek = 1/2 mv2 = p2/2m

On peut définir une énergie cinétique de rotation et de translation. Son unité légale est le joule. Les calculs s'effectuent avec les masses en kg et les vitesses en ms-1. Comme la vitesse, l’énergie cinétique d’un corps est relative et dépend du référentiel.

On peut relier l’énergie cinétique moyenne des particules dans un gaz chaud à la température de ce gaz. On parle encore d’énergie cinétique d’un corps en physique quantique et en mécanique relativiste. Toutefois, dans le cadre de la théorie de la relativité, la formule donnant l’énergie cinétique n’est pas la même.

Gottfried Wilhelm Leibniz (Leipzig, 1er juillet 1646 - Hanovre, 14 novembre 1716) est un philosophe, scientifique, mathématicien, logicien, diplomate, juriste, bibliothécaire et philologue allemand. © Wikipédia, domaine public Gottfried Wilhelm Leibniz (Leipzig, 1er juillet 1646 - Hanovre, 14 novembre 1716) est un philosophe, scientifique, mathématicien, logicien, diplomate, juriste, bibliothécaire et philologue allemand. © Wikipédia, domaine public

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