Énergie cinétique de rotation

NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration

L’énergie cinétique d’un système de N particules est la somme des énergies cinétique des particules du système:

Lorsque le système de particules est un solide rigide qui tourne par rapport à un axe qui passe par son centre de masse (ou center d’inertie), les particules de ce solide décrivent un mouvement circulaire par rapport à ce point:

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Dans cette situation nous pouvons décomposer l’énergie cinétique du solide en deux termes: un qui décrit l’énergie cinétique de translation de son centre de masse et un qui décrit l’énergie cinétique de translation des particules du solide par rapport à son centre de masse:

Comme le mouvement des particules du solide par rapport à son centre de masse est circulaire, la relation entre sa vitesse linéaire et sa vitesse angulaire est:

En faisant la substitution dans le second terme de l’énergie cinétique nous obtenons l’énergie cinétique de rotation:

Comme nous le verrons dans les problèmes, lorsqu’un solide tourne nous devons prendre en compte ce terme pour écrire son énergie cinétique. Si le centre de masse du solide est aussi en mouvement, nous devrons inclure son énergie cinétique de translation.

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