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Introduction à L'énergie

Plans de Leçon par Oliver Smith

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L'énergie ne peut être ni créée ni détruite, et ce concept est connu sous le nom de conservation de l'énergie. Pour cette raison, l'univers a une quantité finie d'énergie qui est transférée d'une forme à une autre. Au début du 20e siècle, Einstein a avancé l'idée que l'énergie et la masse étaient interchangeables, ce qui a conduit à l'équation la plus célèbre de Science: E = mc 2 . Les activités de cette leçon explorent différentes formes d’énergie et de transferts d’énergie au moyen de la création d’aides visuelles.


Activités étudiantes pour Introduction à L'énergie Inclure:



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Contexte de l'enseignant sur l'énergie

Le physicien anglais James Prescott Joule a mené plusieurs expériences portant sur l'équivalence de la chaleur et de l'énergie mécanique (somme de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique). Il a constaté que la température de l'eau pouvait être augmentée en utilisant de l'énergie mécanique. Cela a conduit à la découverte de la loi de conservation de l'énergie, qui stipule que l'énergie totale dans un système fermé est constante, ce qui signifie que l' énergie ne peut être ni créée ni détruite .

Par exemple, une ampoule transfère de l'énergie électrique en énergie lumineuse. Les ampoules deviennent également très chaudes, de sorte que toute l’énergie électrique n’est pas convertie en énergie lumineuse. Une partie est transférée dans l'énergie thermique. Nous appelons cette énergie thermique l'énergie perdue et l'énergie utile de l'énergie lumineuse. Les ampoules modernes sont plus efficaces que ne l'étaient il y a 50 ans. Cela signifie que même avec la même quantité d'énergie électrique, plus est transféré en énergie lumineuse et moins en énergie thermique. Les ingénieurs travaillent d'arrache-pied pour augmenter l'efficacité de nombreux objets dans nos maisons. Nous utilisons donc moins d'énergie électrique. Une partie de cet effort consiste à aider à réduire la pression exercée sur les ressources énergétiques. Cependant, nous devons rechercher de nouvelles ressources énergétiques, car les anciennes méthodes de combustion des combustibles fossiles augmentent l’effet de serre et ont conduit au réchauffement de la planète.


Types d'énergie

Énergie cinétique

L'énergie cinétique est également appelée énergie de mouvement. Cette forme d'énergie peut être trouvée dans tout ce qui bouge, comme une voiture sur une autoroute ou une sauterelle sauter. L'équation pour l'énergie cinétique est KE = ½mv 2 . Cela signifie que la quantité d'énergie cinétique dépend de deux facteurs: la vitesse et la masse. Si nous augmentons les deux, l'énergie cinétique augmentera.

Énergie sonore

L'énergie sonore se trouve dans tout ce qui vibre. Si les vibrations se situent entre 20 Hz et 20 000 Hz, elles sont dites audibles et les humains peuvent les entendre. Les sons les plus forts ( ondes sonores d'amplitudes plus importantes) ont plus d'énergie.

L'énérgie thermique

L'énergie thermique est également appelée énergie thermique. Une tasse de café chaud a de l'énergie thermique. Au fil du temps, cette énergie thermique se dissipe dans l'environnement à mesure que le café se refroidit. La quantité d'énergie thermique est liée à la température d'un objet.

Énergie chimique

L'énergie chimique est l'énergie qui est stockée dans les liaisons chimiques entre les molécules et les atomes. Cette énergie peut être libérée lors d'une réaction chimique sous forme d'énergie sonore, thermique, lumineuse ou cinétique. Un exemple de quelque chose qui a de l'énergie chimique est la nourriture ou une batterie.

Énergie électrique

L'énergie électrique peut être trouvée dans les charges mobiles ou statiques. L'énergie électrique peut être transférée dans de nombreux types d'énergie. Avec une télévision, l'énergie électrique est transférée à la lumière, au son et à la chaleur.

Énergie potentielle gravitationnelle

L'énergie potentielle gravitationnelle est l'énergie stockée dans tout ce qui a une hauteur au-dessus du sol. Une balle au sommet d'une tour a une énergie potentielle gravitationnelle. Lorsqu’il tombe, l’énergie potentielle gravitationnelle est transférée à l’énergie cinétique. La quantité d'énergie potentielle gravitationnelle dépend de la masse de l'objet, de sa hauteur et de la force du champ gravitationnel.

Énergie lumineuse

L'énergie lumineuse est également appelée énergie radiante. On le trouve dans toutes les parties du spectre électromagnétique.

Énergie potentielle élastique

L'énergie potentielle élastique est stockée dans des objets écrasés ou étirés, tels que des ressorts et des élastiques. La quantité d'énergie stockée dépend de la compression ou de l'étirement de l'objet et de la rigidité du matériau constituant l'objet.

Énergie nucléaire

L'énergie nucléaire est stockée dans les noyaux des atomes. Il est libéré lors de réactions nucléaires telles que la fusion et la fission. Des exemples de ceci peuvent être trouvés dans les réacteurs nucléaires et les bombes atomiques.

Énergie magnétique

L'énergie magnétique est l'énergie liée aux aimants ou aux électroaimants. Les trains Maglev utilisent l'énergie magnétique pour élever les trains du sol.


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