Conservation of Energy · Conservation de l'énergie
| English | Français |
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| conservation of energy/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv ˈenədʒi/ | conservation de l'énergie |
| thermal energy/ˈθɜːml ˈenədʒi/ | énergie thermique |
A roller coaster with no engine — yet it races on
- After the first climb, a roller coaster's motor switches off. Still it races through loops and hills.
- Its energy is never created or destroyed — only passed between forms.
- At the top it is mostly potential energy; at the bottom, mostly kinetic.
- This is the conservation of energy 能量守恒, one of physics' deepest laws.
Un parcours de montagnes russes sans moteur — yet il file à toute allure
- Après la première montée, le moteur d'un parcours de montagnes russes s'arrête. Il file toujours à travers des boucles et des collines.
- Son énergie n'est jamais créée ni détruite — elle est seulement transférée entre des formes.
- Au sommet, c'est principalement de l'énergie potentielle ; au fond, principalement de l'énergie cinétique.
- C'est la conservation de l'énergie 能量守恒, l'une des lois les plus profondes de la physique.
Mechanical energy transforms
- Mechanical energy is the sum of kinetic and potential energy: $E_k + E_p$.
- With no friction, this total stays constant as motion unfolds.
- Going down, $E_p$ falls and $E_k$ rises by the same amount; going up, the reverse.
- Energy is simply shifted from one account to the other.
L'énergie mécanique se transforme
- L'énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et potentielle : $E_k + E_p$.
- Sans frottement, ce total reste constant alors que le mouvement se déroule.
- En descendant, $E_p$ diminue et $E_k$ augmente de la même quantité ; en montant, l'inverse.
- L'énergie est simplement déplacée d'un compte à l'autre.
Watch PE turn into KE · Regarder le PE se transformer en KE
Drop from a height and watch potential energy convert to kinetic energy; add friction to send some to heat. · Lâcher depuis une hauteur et observer la conversion de l'énergie potentielle en énergie cinétique ; ajouter le frottement pour envoyer une partie vers la chaleur.
Mechanical energy is the sum of kinetic energy and ____ energy. · L'énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie ____.
Mechanical energy $= E_k + E_p$ — kinetic plus potential. · L'énergie mécanique $= E_k + E_p$ — cinétique plus potentielle.
On a frictionless track, where is the kinetic energy greatest? · Sur une piste sans frottement, où l'énergie cinétique est-elle la plus grande ?
At the lowest point the PE is smallest, so the most energy is kinetic — the fastest point. · Au point le plus bas, le PE est最小, donc le plus d'énergie est cinétique — c'est le point le plus rapide.
Where friction sends the energy
- Real tracks have friction, so mechanical energy seems to "disappear".
- It hasn't — it becomes thermal energy 热能 (heat) in the surfaces.
- Counting heat too, the total energy is still perfectly conserved.
- The universe keeps an exact ledger: energy only changes form.
Où la friction envoie l'énergie
- Les pistes réelles ont des frottements, donc l'énergie mécanique semble "disparaître".
- Ce n'est pas le cas — elle devient de l'énergie thermique 热能 (chaleur) dans les surfaces.
- En comptant la chaleur aussi, l'énergie totale est toujours parfaitement conservée.
- L'univers tient un registre exact : l'énergie ne change que de forme.
When friction slows a sliding block, that energy is destroyed. · Lorsque le frottement ralentit un bloc glissant, cette énergie est détruite.
It is not destroyed — it becomes thermal energy (heat). The total energy is conserved. · Elle n'est pas détruite — elle devient énergie thermique (chaleur). L'énergie totale est conservée.
On a real (rough) slide, where does the "missing" mechanical energy go? · Sur un toboggan réel (rugueux), où va l'énergie mécanique "manquante" ?
Friction converts mechanical energy into thermal energy. Counting heat, the total is conserved. · Le frottement convertit l'énergie mécanique en énergie thermique. En comptant la chaleur, le total est conservé.
Using conservation to solve problems
- Set the energy at the start equal to the energy at the end: $E_{k,i} + E_{p,i} = E_{k,f} + E_{p,f}$.
- For a drop from rest through height $h$: $mgh = \tfrac12 m v^2$, so $v = \sqrt{2gh}$.
- No need to track the messy forces along the way — just compare start and end.
- This shortcut is one of the most powerful tools in mechanics.
Utiliser la conservation pour résoudre des problèmes
- Égalisez l'énergie au début à l'énergie à la fin : $E_{k,i} + E_{p,i} = E_{k,f} + E_{p,f}$.
- Pour une chute du repos sur une hauteur $h$ : $mgh = \tfrac12 m v^2$, donc $v = \sqrt{2gh}$.
- Pas besoin de suivre les forces complexes en chemin — comparez juste le début et la fin.
- Ce raccourci est l'un des outils les plus puissants en mécanique.
A ball is dropped from rest at $5\ \text{m}$ ($g = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$, no air resistance). What is its speed at the bottom, in $\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$? · Une boule est lâchée sans vitesse initiale depuis $5\ \text{m}$ ($g = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$, sans résistance de l'air). Quelle est sa vitesse au bas, en $\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ ?
$mgh = \tfrac12 mv^2 \Rightarrow v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2\times10\times5} = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
Select all · tout correct statements about a frictionless pendulum swing. · Sélectionnez toutes les affirmations correctes concernant une oscillation de pendule sans frottement.
Energy is conserved, not created: PE peaks at the top of the swing and becomes KE at the bottom. · L'énergie est conservée, pas créée : PE est maximal en haut de l'oscillation et devient KE en bas.
Energy is never destroyed — when it seems to vanish, it has usually turned into heat through friction or air resistance. "Energy lost" really means "energy transferred to a form we are no longer counting".
L'énergie n'est jamais détruite — quand elle semble disparaître, elle s'est généralement transformée en chaleur par frottement ou résistance de l'air. "Énergie perdue" signifie en réalité "énergie transférée vers une forme que nous ne comptons plus".
A ball is dropped from rest at a height of $5\ \text{m}$ ($g = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$, no air resistance).
- All the PE becomes KE: $mgh = \tfrac12 m v^2$, so $gh = \tfrac12 v^2$.
- $v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \times 10 \times 5} = \sqrt{100} = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
Une balle est lâchée du repos à une hauteur de $5\ \text{m}$ ($g = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$, sans résistance de l'air).
- Tout le PE devient KE : $mgh = \tfrac12 m v^2$, donc $gh = \tfrac12 v^2$.
- $v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \times 10 \times 5} = \sqrt{100} = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
Conservation of energy: energy is never created or destroyed, only transformed. Without friction, mechanical energy $E_k + E_p$ stays constant, so $E_{k,i} + E_{p,i} = E_{k,f} + E_{p,f}$. Friction turns mechanical energy into heat, but the total is always conserved.
Conservation de l'énergie : l'énergie n'est jamais créée ni détruite, seulement transformée. Sans frottement, l'énergie mécanique $E_k + E_p$ reste constante, donc $E_{k,i} + E_{p,i} = E_{k,f} + E_{p,f}$. Les frottements transforment l'énergie mécanique en chaleur, mais le total est toujours conservé.