Différence entre travail et énergie (avec tableau)

Un système de particules est défini par de nombreuses fonctions présentes dans le système. Certaines de ces fonctions sont la force, le déplacement, le travail, l'énergie, etc. Une fonction peut souvent être dérivée en fonction ou à partir d'une autre fonction définie pour le système. Les fonctions sont corrélées de telle sorte qu'il est souvent difficile de les différencier.

Le travail et l'énergie sont deux de ces fonctions scalaires qui dépendent l'une de l'autre et pourtant sont différentes l'une de l'autre. Il est important de connaître la différence entre eux pour définir un système de manière complète et précise.

Travail contre énergie

La différence entre le travail et l'énergie est que le travail effectué dépend du déplacement et de la direction de l'objet observé, alors que l'énergie de l'objet ne dépend pas du déplacement ou de la direction de l'objet.

Le travail effectué sur un objet est la force appliquée sur un objet qui provoque un changement de direction et un déplacement de l'objet. Le travail effectué sur un objet peut être positif ou négatif selon la relation entre la direction de la force et la direction du déplacement.

L'énergie est la capacité d'un objet à subir un travail. Ils produisent ou créent une œuvre dans un système avec un objet. L'énergie d'un objet ne dépend pas de la direction ou du déplacement de l'objet. Il existe de nombreux types d'énergie comme l'énergie chimique, l'énergie potentielle, l'énergie mécanique.

Tableau de comparaison entre le travail et l'énergie

Paramètres de comparaisonTravailÉnergie
SensC'est la force appliquée sur un objet pour provoquer un changement de direction ou provoquer un déplacement de l'objet.C'est la capacité de produire ou de créer une œuvre. C'est une fonction d'un système.
ÉtymologieIl est utilisé depuis 1826. Il a été inventé par le mathématicien français Gaspard-Gustave Coriolis.Dérivé du mot grec « Energia » et est utilisé depuis qu'Aristote a introduit ce terme en 4 avant JC.
DirectionLe travail dépend de la direction. Si la force appliquée est dans le même sens que le sens de déplacement, alors le travail est positif et vice versa.L'énergie ne dépend pas de la direction puisqu'il s'agit d'une quantité scalaire.
DéplacementSi l'objet ne subit aucun déplacement, alors le travail effectué par l'objet est considéré comme nul même si l'objet a parcouru une certaine distance mais est revenu à la position initiale.L'énergie ne dépend pas entièrement de la valeur du déplacement. Ainsi, même si le déplacement est nul, il n'est pas nécessaire que l'énergie appliquée soit nulle.
ÉquationL'équation pour la valeur numérique du travail est, travail = force x distance.Il existe de nombreuses équations pour trouver de l'énergie car il existe de nombreux types d'énergie comme l'énergie électrique, l'énergie chimique, etc.

Qu'est-ce que le travail?

Le travail effectué est défini comme la force appliquée sur un objet pour provoquer un déplacement et un changement de direction du mouvement de l'objet. Il est essentiellement également utilisé pour mesurer l'énergie transférée à un objet par la force externe pour provoquer un changement dans l'état de l'objet.

Le travail effectué sur un objet dépend de la direction. Si la direction de la force appliquée est la même que la direction du déplacement provoqué, alors le travail effectué est positif. Si la direction de la force appliquée est opposée, alors le travail effectué est négatif.

L'équation du travail effectué est,

travail=force x déplacement

L'unité SI du travail effectué est le Joules(J) mais on peut aussi utiliser le Nm. Un joule est défini comme 1 N de force extérieure appliquée pour provoquer un déplacement sur 1m.

Exemple : pousser un mur. Dans ce cas, le travail effectué est nul car il n'y a pas de déplacement. Pousser un carton de A à B. Il y a du travail.

Qu'est-ce que l'énergie ?

L'énergie est la capacité d'un objet à subir un travail effectué pour produire une force externe sur l'objet. L'énergie d'un système de particules est toujours conservée. Ainsi, il suit la loi de conservation de l'énergie.

Pour un système de particules, l'énergie ne peut être ni créée ni détruite. Il doit changer d'une forme à l'autre. Par conséquent, il existe de nombreux types d'énergie. Exemples : énergie mécanique, énergie chimique et énergie potentielle.

Chaque type d'énergie est utilisé pour définir l'énergie utilisée dans différents types de systèmes. Exemple : L'énergie chimique est l'énergie obtenue à partir des changements chimiques dans l'environnement. Chaque type d'énergie a des équations d'énergie différentes.

L'équation de l'énergie potentielle est,
E=mgh
l'unité SI pour l'énergie est également J et peut également être représentée sous la forme de Nm (Newton-mètre).

Principales différences entre le travail et l'énergie

  1. Les deux termes de « travail » et « énergie » ont des définitions différentes. Le travail est défini comme la force appliquée à un objet. La force appliquée doit provoquer un changement de direction ou un déplacement de l'objet, alors seulement le travail est effectué. L'énergie, quant à elle, est définie comme la capacité de produire ou de créer un travail sur un objet. C'est la capacité d'un objet à subir un travail.
  2. L'origine des deux mots est également différente. Le terme « énergie » a été dérivé par Aristote en 4 avant JC. Il a été inventé à partir du mot grec « Energia » et est utilisé depuis que le terme a été inventé. Bien que travail et énergie soient des termes étroitement liés, la dérivation du travail a été faite beaucoup plus tard. Il a été inventé pour la première fois par le mathématicien français Gaspard-Gustave Coriolis en 1826.
  3. L'énergie et le travail sont des quantités scalaires, c'est-à-dire que la grandeur ne dépend pas de la direction. mais, le travail effectué dépend de la direction. Si la force appliquée est dans le même sens que le sens de déplacement de l'objet, alors le travail effectué est positif et vice versa. Ici, l'ampleur du travail effectué ne dépend pas de la direction, mais le travail est fait. L'énergie ne dépend pas de la direction.
  4. Pour un travail effectué sur un objet, l'objet doit subir un déplacement. Lorsque l'objet se déplace d'une certaine distance et revient à sa position initiale, bien que la distance ne soit pas nulle, le déplacement de l'objet est nul. Dans ce cas, le travail effectué est également nul. L'énergie ne dépend pas entièrement du déplacement de l'objet.
  5. L'équation pour calculer l'ampleur du travail est,

Travail=force x déplacement.

L'équation de l'énergie diffère selon les différents types d'énergie. Pour l'énergie potentielle, l'équation est E=mgh alors que, pour l'énergie cinétique, l'équation est E=1/2 kv^2.

Conclusion

L'énergie et le travail sont deux fonctions différentes qui sont utilisées pour définir l'état d'un système de particules. Le travail est la force appliquée pour provoquer le déplacement tandis que l'énergie est la capacité de travail effectuée par un objet.

Référence

  1. https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.1286662
  2. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19681402006
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2D vs 3D