Energy, work and power · Énergie, travail et puissance
| English | Français |
|---|---|
| kinetic energy/kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ | énergie cinétique |
| gravitational potential energy/ˌɡrævɪˈteɪʃənl pəˈtenʃl ˈenədʒi/ | énergie potentielle gravitationnelle |
| conservation of energy/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv ˈenədʒi/ | conservation de l'énergie |
| Sankey diagram/ˈsæŋki ˈdaɪəɡræm/ | diagramme de Sankey |
| work done/wɜːk dʌn/ | travail effectué |
| joule/dʒuːl/ | joule |
| power/ˈpaʊə/ | puissance |
| efficiency/ɪˈfɪʃənsi/ | efficacité |
| watt/wɒt/ | watt |
Energy never disappears
- At the top of a roller-coaster hill the car is slow but high; at the bottom it is fast but low.
- The energy did not vanish — it just moved from one store to another.
- This is the big idea of this lesson: energy is stored, transferred, and always conserved.
L'énergie ne disparaît jamais
- Au sommet d'une colline de montagnes russes, la voiture est lente mais haute ; en bas, elle est rapide mais basse.
- L'énergie n'a pas disparu — elle a simplement transité d'un stock à un autre.
- C'est l'idée centrale de cette leçon : l'énergie est stockée, transférée, et toujours conservée.
Energy stores and transfers
- Energy can be stored as: kinetic, gravitational potential, chemical, elastic (strain), nuclear, electrostatic, and internal (thermal).
- It is transferred between stores by: forces (mechanical work), electric currents, heating, and waves (such as light and sound).
- "Using energy" really means moving it from one store to another.
Wind turbines transfer energy from moving air to electricity
Stocks et transferts d'énergie
- L'énergie peut être stockée sous forme : cinétique, potentiel gravitationnelle, chimique, élastique (déformation), nucléaire, électrostatique et interne (thermique).
- Elle est transférée entre stocks par : forces (travail mécanique), courants électriques, chauffage et ondes (comme la lumière et le son).
- « Utiliser l'énergie » signifie réellement la déplacer d'un stock à un autre.
Les éoliennes transforment l'énergie de l'air en mouvement en électricité
Energy flow & efficiency · Flux d'énergie & efficacité
Input energy splits into useful output and wasted energy; efficiency is the useful fraction, and the total is always conserved. · L'énergie d'entrée se divise en sortie utile et énergie gaspillée ; l'efficacité est la fraction utile, et le total est toujours conservé.
Energy, work & power · Énergie, travail & puissance
PE + KE = constant · PE + CE = constant
As an object falls, potential energy becomes kinetic — total fixed. · Lorsqu'un objet tombe, l'énergie potentielle devient énergie cinétique — le total est fixe.
Select all · tout of these that are energy stores. · Sélectionnez tous ceux-ci qui sont des réservoirs d'énergie.
Kinetic, chemical and gravitational potential are energy stores. "Loud" and "fast" describe things, but they are not energy stores. · Cinétique, chimique et potentielle gravitationnelle sont des réservoirs d'énergie. « Fort » et « rapide » décrivent des choses, mais ne sont pas des réservoirs d'énergie.
Kinetic and potential energy
- Kinetic energy 动能 is the energy of a moving object:
- Lifting a mass by a height $\Delta h$ changes its gravitational potential energy 重力势能:
- A falling object turns gravitational PE into kinetic energy.
Énergie cinétique et potentielle
- Kinetic energy 动能 est l'énergie d'un objet en mouvement :
- Soulever une masse d'une hauteur $\Delta h$ change son énergie potentielle gravitationnelle 重力势能 :
- Un objet qui tombe convertit l'énergie PE gravitationnelle en énergie cinétique.
A $2.0\ \text{kg}$ ball moves at $3.0\ \text{m/s}$. What is its kinetic energy, in J? · Une balle de $2.0\ \text{kg}$ se déplace à $3.0\ \text{m/s}$. Quelle est son énergie cinétique, en J ?
$E_k = \tfrac{1}{2}mv^2 = \tfrac{1}{2} \times 2.0 \times 3.0^2 = 9.0\ \text{J}$.
Conservation of energy 能量守恒
- The principle of conservation of energy: energy is never made or destroyed — it only moves between stores.
- Some energy is always wasted — usually spread out as heat to the surroundings.
- A Sankey diagram 桑基图 shows the input energy splitting into useful energy and wasted energy.
On a roller-coaster, stored energy at the top becomes kinetic energy lower down
Conservation de l'énergie 能量守恒
- Principe de conservation de l'énergie : l'énergie n'est ni créée ni détruite — elle ne fait que passer d'un stock à un autre.
- Une partie de l'énergie est toujours perdue — généralement dissipée sous forme de chaleur vers l'environnement.
- Un diagramme de Sankey 桑基图 montre l'énergie d'entrée se divisant en énergie utile et énergie perdue.
Sur un parcours de montagnes russes, l'énergie stockée en haut devient de l'énergie cinétique plus bas
When a machine wastes energy, where does the wasted energy usually go? · Lorsqu'une machine gaspille de l'énergie, où va généralement l'énergie gaspillée ?
Energy is conserved — it is never destroyed. Wasted energy is usually spread out as heat, which is hard to use again. · L'énergie est conservée — elle n'est jamais détruite. L'énergie gaspillée est généralement dissipée sous forme de chaleur, difficile à réutiliser.
Work
- Work done 做功 equals the energy transferred. When a force moves an object along its direction:
- The unit of work and energy is the joule 焦耳 (J).
- Lifting a heavier load, or moving it further, does more work.
A swinging pendulum trades gravitational potential energy for kinetic energy and back
Travail
- Le travail effectué 做功 égale l'énergie transférée. Lorsqu'une force déplace un objet dans sa direction :
- L'unité du travail et de l'énergie est le joule 焦耳 (J).
- Soulever une charge plus lourde ou la déplacer plus loin effectue plus de travail.
Un pendule oscillant échange de l'énergie potentielle gravitationnelle contre de l'énergie cinétique et vice versa
A force of $50\ \text{N}$ pushes a box $4.0\ \text{m}$ along the floor. How much work is done, in J? · Une force de $50\ \text{N}$ pousse une boîte de $4.0\ \text{m}$ le long du sol. Combien de travail est effectué, en J ?
$W = Fd = 50 \times 4.0 = 200\ \text{J}$.
Power 功率 and efficiency 效率
- Power is the work done (energy transferred) each second:
- The unit is the watt 瓦特 (W); $1\ \text{W} = 1\ \text{J/s}$.
- Efficiency is how much of the input energy becomes useful:
- It is always less than $100\%$ because some energy is always wasted.
A Sankey diagram: the band widths are proportional to the energy, so the input splits into useful output and wasted heat
Puissance 功率 et efficacité 效率
- La puissance est le travail effectué (énergie transférée) chaque seconde :
- L'unité est le watt 瓦特 (W) ; $1\ \text{W} = 1\ \text{J/s}$.
- L'efficacité est la part de l'énergie d'entrée qui devient utile :
- Elle est toujours inférieure à $100\%$ car une partie de l'énergie est toujours perdue.
Diagramme de Sankey : les largeurs des bandes sont proportionnelles à l'énergie, donc l'entrée se divise en sortie utile et chaleur perdue
A motor does $200\ \text{J}$ of work in $10\ \text{s}$. What is its power, in W? · Un moteur effectue $200\ \text{J}$ de travail en $10\ \text{s}$. Quelle est sa puissance, en W ?
$P = \dfrac{W}{t} = \dfrac{200}{10} = 20\ \text{W}$.
A lamp takes in $50\ \text{J}$ of electrical energy and gives out $30\ \text{J}$ of useful light. What is its efficiency, in %? · Une lampe absorbe $50\ \text{J}$ d'énergie électrique et émet $30\ \text{J}$ de lumière utile. Quelle est son efficacité, en % ?
efficiency · efficacité $= \dfrac{\text{useful}}{\text{total}} \times 100\% = \dfrac{30}{50} \times 100\% = 60\%$. · efficacité $= \dfrac{\text{useful}}{\text{total}} \times 100\% = \dfrac{30}{50} \times 100\% = 60\%$.
You've got it
- $E_k = \tfrac{1}{2}mv^2$ · $\Delta E_p = mg\,\Delta h$
- energy is conserved — wasted energy usually ends up as heat
- work $W = Fd$ (joule); power $P = \dfrac{W}{t}$ (watt)
- efficiency $= \dfrac{\text{useful}}{\text{total}} \times 100\%$, always below $100\%$
Vous avez compris
- $E_k = \tfrac{1}{2}mv^2$ · $\Delta E_p = mg\,\Delta h$
- l'énergie est conservée — l'énergie perdue finit généralement sous forme de chaleur
- work $W = Fd$ (joule); power $P = \dfrac{W}{t}$ (watt)
- efficiency $= \dfrac{\text{useful}}{\text{total}} \times 100\%$, always below $100\%$