L’énergie existe sous de nombreuses formes différentes. Les animaux obtiennent de l’énergie en mangeant de la nourriture. L’énergie électrique est associée aux minuscules unités appelées atomes qui composent tout dans l’univers. L’énergie est créée lorsque des particules appelées électrons se déplacent d’un atome à un autre. La chaleur et la lumière sont également des formes d’énergie. Une forme d’énergie peut également être transférée dans une autre. Dans une batterie, l’énergie chimique stockée se transforme en énergie électrique. Dans une ampoule électrique, l’énergie électrique se transforme en lumière et en chaleur.
Énergie potentielle et cinétique
Chacune des différentes formes d’énergie peut être décrite comme une énergie potentielle ou une énergie cinétique. L’énergie potentielle est une énergie stockée. Par exemple, l’énergie chimique des aliments est une énergie stockée. Lorsque les gens mangent, leur corps transforme l’énergie stockée en énergie mobile telle que l’énergie thermique ou l’énergie mécanique. L’énergie potentielle peut également provenir de la position d’un objet. Un objet possédant de l’énergie potentielle en raison de sa position a la capacité, ou le potentiel, de se déplacer. Par exemple, l’énergie potentielle est stockée dans un rocher perché sur une falaise et dans une flèche tendue sur une corde d’arc. Si la falaise s’effondre sous le rocher, le rocher tombe. Si on lâche la corde, elle avance et pousse la flèche dans l’air.
Lorsque la roche et la flèche se déplacent, elles gagnent de l’énergie cinétique. L’énergie cinétique est une énergie de mouvement. Tous les objets en mouvement ont de l’énergie cinétique, même les atomes. L’énergie totale de mouvement aléatoire de tous les atomes et molécules d’un objet est appelée énergie thermique. L’énergie de mouvement d’un rocher dévalant une colline est appelée énergie mécanique.
Énergie mécanique
L’énergie mécanique est l’énergie potentielle plus l’énergie cinétique. Contrairement aux autres formes d’énergie, l’énergie mécanique peut exister à la fois comme énergie potentielle et comme énergie cinétique. C’est toute l’énergie qu’un objet possède en raison de son mouvement (énergie cinétique) et de sa position (énergie potentielle). Les machines utilisent l’énergie mécanique pour effectuer un travail. Par exemple, un marteau utilise l’énergie mécanique pour enfoncer un clou dans une planche. Lorsque le marteau est soulevé, il possède une énergie potentielle due au travail effectué pour le soulever. Lorsque le marteau est déplacé vers le clou, l’énergie potentielle devient de l’énergie cinétique, qui peut effectuer le travail d’enfoncer le clou dans la planche. Lorsque le marteau frappe le clou, l’énergie est transférée au clou, puis à la planche.
Énergie calorifique (énergie thermique)
Toutes les substances sont constituées de particules, ou bits, appelées molécules. Les molécules se déplacent toujours de manière aléatoire au sein d’une substance. L’énergie thermique est l’énergie totale de mouvement (ou énergie cinétique) de toutes les molécules d’une substance. Toutes les substances ont de l’énergie thermique, puisque les molécules qui composent toutes les substances sont toujours en mouvement.
L’énergie mécanique et l’énergie thermique impliquent différents types de mouvement. L’énergie mécanique en mouvement implique que toutes les molécules d’un objet se déplacent ensemble, comme une pierre qui roule en bas d’une colline. D’autre part, l’énergie thermique implique le mouvement désordonné des molécules à l’intérieur d’un objet.
L’énergie lumineuse
L’énergie lumineuse est parfois appelée énergie radiante. C’est le seul type d’énergie rayonnante qui est visible à l’œil nu. L’énergie radiante est l’énergie qui est transportée par le rayonnement électromagnétique. Les ondes radio, les micro-ondes, les rayons X et les rayons gamma sont d’autres exemples d’énergie rayonnante. Le rayonnement électromagnétique se déplace par vagues. En plus de l’énergie lumineuse, le Soleil émet tout le spectre de l’énergie radiante portée par le rayonnement électromagnétique.
L’énergie lumineuse est une énergie en mouvement. Elle se déplace sous forme d’ondes et peut traverser l’espace vide et l’air. Les différentes longueurs d’onde de la lumière visible sont perçues comme des couleurs différentes.
L’énergie sonore
L’énergie sonore est une énergie en mouvement. Elle est produite par le mouvement de va-et-vient d’un objet vibrant. Ce mouvement produit des ondes sonores qui s’éloignent de l’objet. Les ondes sonores ne peuvent se déplacer qu’à travers une substance, comme l’air, l’eau ou les objets solides. Le son voyage plus lentement que la lumière.
Énergie électrique
L’énergie électrique est une énergie en mouvement. C’est le flux de minuscules particules appelées électrons et protons. L’énergie électrique peut être observée dans la nature dans un éclair, qui est un grand nombre d’électrons circulant dans l’air en même temps. L’homme a appris à produire de l’énergie électrique et à la contrôler. L’énergie électrique est envoyée par des fils ou dans l’air pour alimenter des choses comme les ampoules, les fours et les machines à laver.
L’énergie chimique
L’énergie chimique est une énergie stockée (énergie potentielle). Elle est stockée dans les liaisons entre les atomes et les molécules. L’énergie chimique est ce qui maintient ensemble les atomes d’une molécule. C’est aussi ce qui maintient ensemble les molécules d’une substance.
L’énergie chimique des aliments est convertie, ou changée, par le corps en énergie mécanique mobile et en énergie thermique. L’énergie chimique à l’intérieur d’une batterie peut être convertie en énergie électrique pour alimenter une lampe de poche.
Énergie nucléaire
L’énergie nucléaire est une énergie stockée. C’est l’énergie qui maintient ensemble le noyau d’un atome. L’énergie nucléaire est aussi appelée énergie atomique. Le noyau est la partie centrale d’un atome. L’énergie nucléaire peut être libérée en divisant un atome. Elle peut également être libérée en réunissant deux noyaux pour former un seul noyau.