Transferts d’énergie qui ont lieu pendant le processus de saut à la perche

La première loi de la thermodynamique, également connue sous le nom de principe de conservation de l’énergie, stipule que l’énergie ne peut pas être créée ou détruite, mais seulement transférée. Les transferts d’énergie qui ont lieu pendant le processus de saut à la perche démontrent ce principe à de nombreuses reprises, avec cinq transferts d’énergie différents au cours d’un même saut à la perche.

Chimique à cinétique

L’athlète commence le saut à la perche à partir d’un départ debout et toute son énergie est stockée dans son corps. Ce stockage prend la forme de réserves d’énergie chimique, qui sont consommées pendant la respiration pour fournir l’énergie cinétique qui fait bouger les muscles de l’athlète. Ceci, à son tour, propulse l’athlète vers l’avant.

De la cinétique au potentiel

Au fur et à mesure que le saut à la perche se soulève dans les airs, sa vitesse diminue au fur et à mesure que son énergie cinétique diminue. L’énergie cinétique est réduite conformément aux lois du mouvement de Newton, devenant ainsi une énergie potentielle gravitationnelle. Il s’agit de l’énergie emmagasinée dans l’athlète en raison de sa distance du sol, plutôt que de l’énergie emmagasinée dans ses cellules. Lorsque toute l’énergie cinétique est convertie en énergie potentielle, l’athlète cesse de monter.

Potentiel pour la cinétique

L’athlète commence à retomber au sol une fois que tous ses mouvements ascendants ont cessé. Lorsqu’il tombe, il commence à reprendre de la vitesse et se déplacera à peu près à la même vitesse lorsqu’il atteindra le sol que lorsqu’il a été soulevé dans les airs pour la première fois. C’est parce que son énergie gravitationnelle potentielle est convertie en énergie cinétique au cours de l’automne.

Cinétique à la chaleur et au son

Comme l’énergie ne peut être créée ou détruite, l’énergie cinétique doit aller quelque part lorsque l’athlète touche le sol. Dans le cas de notre saut à la perche, une grande partie de l’énergie cinétique devient de l’énergie thermique en raison de la friction et d’autres forces se produisant au contact avec le tapis d’atterrissage. L’énergie cinétique qui ne devient pas de la chaleur mais devient de l’énergie sonore, ce qui nous permet d’entendre la terre de l’athlète.

Énergie chimique, cinétique et potentielle pour la chaleur

Le processus de transfert d’énergie n’est pas efficace à 100 %. A chaque étape du saut à la perche, l’énergie est perdue sous forme de chaleur. Dans le transfert chimique à cinétique, la chaleur est produite en raison de l’inefficacité du processus respiratoire (ce qui explique aussi pourquoi vous avez chaud lorsque vous faites de l’exercice), tandis que dans les conversions entre l’énergie cinétique et l’énergie potentielle, la résistance au vent cause de petites quantités de friction qui sapent l’énergie de l’athlète.