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Énergie cinétique, énergie de position et sécurité routière

Rouler deux fois plus vite, c'est quatre fois plus d'énergie à arrêter : la formule qui sauve des vies.

Physique-ChimieCollège3e

En voiture, passer de 36 à 72 km/h, ça semble juste « un peu plus vite ». En énergie, c'est quatre fois plus. Voilà pourquoi les limitations existent. 🚗

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C'est quoi le délire ?

L'énergie cinétique est l'énergie que possède un objet parce qu'il est en mouvement. Elle dépend de sa masse et surtout de sa vitesse.

L'énergie de position (ou énergie potentielle de pesanteur) est l'énergie que possède un objet parce qu'il est en hauteur. Lâche-le : elle se convertit en énergie cinétique pendant la chute.

Pour freiner, les freins doivent « absorber » toute l'énergie cinétique et la convertir en énergie thermique. Plus il y a d'énergie, plus la distance de freinage est longue.

La formule magique

  • Ec = ½ × m × v² avec Ec en joules (J), m en kg, v en m/s
  • Epp = m × g × h avec g ≈ 10 N/kg sur Terre, h en m
  • Conversion obligatoire : v(m/s) = v(km/h) ÷ 3,6
  • La vitesse est au carré : vitesse ×2 → énergie ×4 ; vitesse ×3 → énergie ×9
  • Distance d'arrêt = distance de réaction + distance de freinage. Le temps de réaction (≈ 1 s) est allongé par la fatigue, l'alcool, le téléphone.

On teste sur un exemple

Une voiture de 1200 kg roule à 36 km/h.

  1. Conversion : 36 ÷ 3,6 = 10 m/s.
  2. Ec = 0,5 × 1200 × 10² = 0,5 × 1200 × 100 = 60 000 J, soit 60 kJ.

Même voiture à 72 km/h :

  1. 72 ÷ 3,6 = 20 m/s.
  2. Ec = 0,5 × 1200 × 20² = 0,5 × 1200 × 400 = 240 000 J, soit 240 kJ.

Vitesse doublée → énergie multipliée par 4, et donc distance de freinage environ 4 fois plus longue. C'est exactement l'argument des campagnes de sécurité routière.

Le piège classique

Oublier de convertir les km/h en m/s. Si tu écris Ec = 0,5 × 1200 × 36², ton résultat est faux d'un facteur 13. Deuxième piège : élever seulement v au carré, pas la masse. Et le ½ multiplie tout.

L'astuce pour retenir

« Divise par 3,6, puis mets la vitesse au carré. » Et la phrase-choc : « Deux fois plus vite = quatre fois plus violent. »

Teste-toi

Réponds sans regarder la fiche — 0/3

1. Une voiture de 1000 kg roule à 20 m/s. Son énergie cinétique vaut…

2. Si la vitesse d'un véhicule est multipliée par 2, son énergie cinétique est multipliée par…

3. Un objet de 2 kg est posé à 3 m de hauteur (g ≈ 10 N/kg). Son énergie de position vaut…

Ça coince encore ? Un formateur de physique-chimie te l’explique en vrai, à ton rythme, en visio.Trouver un formateur

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