Une grandeur produit : l'énergie

I. Définition et nature de la grandeur

L’énergie est une grandeur produit : elle résulte du produit de deux grandeurs physiques.

$\circ$ Exemple classique en mécanique :
$E = P \times t$
$E$ : énergie (en joules), $P$ : puissance (en watts), $t$ : temps (en secondes)

$\circ$ Autre exemple :
$E = F \times d$ (travail d’une force)
$F$ : force (en newtons), $d$ : déplacement (en mètres)

II. Unités et conversions

$\circ$ Unités usuelles :

• $J$ (joule) : unité SI de l’énergie

• $kWh$ (kilowattheure) : en usage courant (électricité)

• $cal$, $kcal$ : en nutrition

$\circ$ Conversions utiles :

• $1kWh = 3600000J$

• $1kcal = 4186~J$

III. Exemples d’usage courant

$\circ$ Un appareil de $1000W$ fonctionne pendant $2h$
$\small E = P \times t = 1000 \times (2 \times 3600) = 7200000J = 2~kWh$

$\circ$ Une force constante de $10N$ déplace un objet sur $5m$
$E = F \times d = 10 \times 5 = 50~J$

IV. Problèmes classiques rencontrés

$\circ$ Calcul d’énergie consommée ou produite en fonction du temps ou de la puissance

$\circ$ Conversion d’unités selon les contextes (électricité, physique, nutrition)

V. Contrôle de la cohérence des résultats

$\circ$ Vérifier que l’unité obtenue est bien celle d’un produit de grandeurs (ex. : $W \times s = J$)

$\circ$ Exemples d’erreurs fréquentes :

• Oublier de convertir les heures en secondes

• Confondre puissance ($W$) et énergie ($J$ ou $kWh$)