Conservation des utilisations de l'énergie : pourquoi, comment, quand, où

La conservation de l'énergie est un principe universellement vrai pour tous les phénomènes. Cet article donne un aperçu de la conservation des utilisations de l'énergie.

Le principe de conservation de l'énergie est remarquablement utile pour faire des prédictions dans plusieurs situations complexes, en particulier en mécanique. Voici quelques exemples d'utilisation de la conservation de l'énergie :

• Pendule oscillante
• Un skieur dévalant la pente
• Une voiture qui monte la colline
• À l'intérieur d'une centrale nucléaire
• À l'intérieur d'une centrale hydroélectrique
• Piles et batteries
• Une balle lancée en l'air
• Feu d'artifice

Discutons en détail de chacun des exemples ci-dessus.

Pendule oscillante

La transformation de l'énergie d'une forme à une autre est expliquée à l'aide du principe de conservation de l'énergie. Dans un pendule oscillant, pendant le mouvement de va-et-vient, l'énergie cinétique est convertie en énergie potentielle et vice versa. Mais l'énergie mécanique totale reste la même. Par conséquent, aucune énergie n'est créée ou détruite mais transférée d'une forme à une autre.

Un skieur dévalant la pente

Pour un skieur dévalant la pente, des transformations d'énergie se produisent entre l'énergie potentielle gravitationnelle du skieur et son énergie cinétique. De plus, de l'énergie thermique peut être générée dans le cadre du frottement. Pour l'ensemble du système, l'énergie totale reste conservée.

Une voiture qui monte la colline

Ici aussi, le énergie potentielle gravitationnelle et cinétique l'énergie joue le rôle. L'énergie reste conservée dans le système.

À l'intérieur d'une centrale nucléaire

Les utilisations de la conservation de l'énergie sont visiblement présentes dans les centrales électriques où l'énergie est générée à partir de réactions à d'autres fins. Dans une centrale nucléaire, à partir de la désintégration de l'élément radioactif, de l'énergie électrique est générée. Une série d'étapes de transformation d'énergie se produisent entre le processus. L'énergie électrique n'est donc pas produite de nulle part, mais de énergie nucléaire. L'énergie est donc conservée dans le processus.

À l'intérieur d'une centrale hydroélectrique

Semblable à une centrale nucléaire, un centrale hydroélectrique génère de l'électricité à partir de l'énergie mécanique de l'eau. C'est un autre cas où l'énergie est conservée.

Piles et batteries

Les batteries sont largement utilisées comme source d'alimentation pour presque tous les appareils. L'énergie chimique stockée dans les batteries est transformée en énergie électrique. Il n'y a ni création ni destruction d'énergie pendant le processus.

Une balle lancée en l'air

Une balle lancée en l'air possède initialement des propriétés cinétiques énergie puis potentiel gravitationnel énergie. L'énergie totale du système reste la même.

Feu d'artifice

Les pétards et les feux d'artifice utilisés lors des festivals sont une source d'énergie thermique et lumineuse. Ces énergies ne sont pas générées de nulle part, mais sont plutôt transformées à partir de l'énergie chimique stockée dans les produits chimiques qui composent les feux d'artifice.

Conservation des utilisations de l'énergie : Foire aux questions

Quand utiliser la conservation de l'énergie ?

Conservation de l'énergie mécanique est le principe le plus largement utilisé en mécanique pour prédire les résultats après des collisions, une chute libre, etc. Le principe (mécanique) de conservation de l'énergie semble être très utile pour résoudre des situations où les forces conservatrices sont impliquées. La force gravitationnelle, la force du ressort, etc. sont des forces conservatrices. Cela implique que la loi s'applique aux systèmes isolés. Dans de telles situations, d’autres forces non conservatrices ou les facteurs environnementaux sont considérés comme négligeables.

La déclaration de conservation de l'énergie va de cette façon:

« L'énergie ne peut être ni créée ni détruite, mais elle peut être transférée d'une forme à une autre. Ainsi dans un système isolé, l'énergie totale reste conservée.

Quand ne pas utiliser la conservation de l'énergie ?

Même si la conservation de l'énergie est un principe universellement utilisé, il existe certains cas où son utilisation est restreinte ou est utilisée sous une forme modifiée.

Comme indiqué précédemment, le principe de conservation de l'énergie est valable pour les systèmes isolés. Alors que lorsque l'interaction se produit entre deux systèmes, la conservation de l'énergie ne peut pas être appliquée pour un système. Il faut tenir compte des effets des deux systèmes pour évaluer la situation. Il y a aussi un cas où Einstein a introduit l'équivalence masse-énergie dans laquelle la masse et l'énergie totales d'un système restent les mêmes. Ceci est applicable dans les situations où des réactions nucléaires se produisent.

Pourquoi utiliser la conservation de l'énergie ?

La conservation de l'énergie est appliquée dans plusieurs domaines de la physique pour faciliter les calculs.

Le principe de conservation de l'énergie est utilisé pour résoudre plusieurs physiques numériques en supposant que l'énergie d'un système isolé est conservée. Cette loi de conservation de l'énergie nous aide à prédire les résultats dans des cas tels que les collisions, la chute libre, d'autres problèmes de mécanique, etc. En mécanique, la résolution de problèmes est facilitée par l'utilisation d'équations cinématiques. Mais la conservation de l'énergie permet de gagner encore plus de temps et aide à résoudre de manière bien meilleure.

Où utiliser la conservation de l'énergie?

L'énergie est un élément vital en physique qui régit la plupart des phénomènes. Par conséquent, le principe de conservation est une aubaine pour résoudre presque tous les problèmes.

Pour résoudre des problèmes numériques impliquant des systèmes isolés et des forces conservatrices, le principe de conservation de l'énergie est très efficace. Cependant, il existe certaines situations où, au lieu de la conservation de l'énergie, un nouveau principe développé par Einstein appelé équivalence masse-énergie est utilisé. De tels cas se retrouvent dans réactions nucléaires dans le Soleil, dans les accélérateurs de particules, etc. C'est parce qu'une certaine masse est convertie en énergie.

Dans les systèmes conservés, nous négligeons l'effet de l'énergie perdue par frottement ou toute autre force non conservatrice. Cela facilite les calculs. Le principe de conservation de l'énergie est utilisé dans les systèmes où quelque chose subit des collisions. S'il s'agit d'une collision élastique, la conservation de l'énergie mécanique est utilisée.

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