1. Qu’est ce que l’énergie cinétique ?

Un objet qui se déplace possède de l'énergie cinétique. Pour savoir de quoi dépend cette énergie, réalisons les deux expériences suivantes :

1.1 Expérience n°1

Lorsque nous lâchons la bille, celle-ci tombe en prenant de la vitesse. Elle percute ensuite un cube qu'elle déplace. Plus l'énergie transmise au cube par la bille sera grand, et plus le déplacement du cube sera grand. La maquette est réalisée de telle sorte qu'à l'impact contre le cube la vitesse de la bille soit toujours la même et ce, quelque soit sa masse.

Nous avons réalisé des essais avec 3 billes de masses différentes et mesuré dans chaque cas le déplacement du cube. Les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous :

matériaux de la bille	bois	aluminium	acier
masse (g)	3	11	35
déplacement (mm)	10	37	117

Analysez les résultats du tableau pour en déduire si la masse de l'objet en mouvement a une action où non sur l'énergie cinétique, et de quelle façon ?

1.2 Expérience n°2

Dans cette expérience, un chariot se déplaçant sur des rails, vient percuter un tube métallique. Lors du choc, l'énergie cinétique est transmise au tube qui subit une déformation. La longueur de la partie déformée est proportionnelle à l'énergie que le tube à reçu. Le chariot a une masse constante, mais nous pouvons choisir la vitesse d'impact.

L'image ci-contre, montre les tubes percutés avec des vitesses différentes exprimées en mètre par seconde. Le tableau ci-dessous reprend ces vitesses, et les mesures correspondantes des longueurs enfoncées.

Vitesse d'impact (m/s)	0	2	4	6	8	10
Longueur enfoncée (m)	0	0,2	0,8	1,8	3,2	5

La déformation des tubes est-elle proportionnelle à la vitesse du chariot ?

2. Expression de l'énergie cinétique

E_c est l'énergie cinétique en Joule (J)
m est la masse en kilogramme (kg)
v est la vitesse en mètre par seconde (m/s)

3. Pourquoi la vitesse est-elle dangereuse ?

Certains accidents n'entrainent que des dégâts légers. D'autres au contraire peuvent détruire totalement un véhicule et même provoquer le décès de ses occupants. Pourquoi une telle différence de dégâts ?

Dans le tableau de l'expérience n°2, nous observons que lorsque nous doublons la vitesse (par exemple de 2 m/s à 4 m/s), les déformations des tubes (respectivement 0,2 m et 0,8 m de déformation) sont multipliées par 2 au carré, c'est à dire 4 fois plus.

Doubler la vitesse provoque quatre fois plus de dégâts lors d'un choc frontal.

Exercice : Un véhicule heurte un mur alors que sa vitesse est de 4 km/h. Le conducteur constate que son pare-chocs s'est enfoncé de 1 cm.
De combien serait l'enfoncement, si on suppose que les déformations du véhicules sont parfaitement proportionnelles à l'énergie cinétique, et que cette fois la vitesse du véhicule soit de 28 km/h ?