Qu'est-ce que l'énergie de rotation?
L'énergie de rotation est la composante de l'énergie cinétique qui provient de la rotation du corps. Il en résulte que toute forme de matière tourne autour d'un centre de rotation. Il peut être converti en d'autres formes d'énergie, le plus souvent en énergie de translation et d'énergie thermique. Il existe de nombreuses analogies entre l'énergie cinétique de rotation et l'énergie cinétique linéaire. Il existe certaines applications pratiques de l'énergie de rotation, telles que le stockage de l'énergie dans un volant en rotation.
La loi de la conservation de l'énergie stipule que la quantité totale d'énergie dans un système isolé doit rester constante dans le temps. Les pertes d'énergie d'un type doivent entraîner des gains d'énergie d'un autre type. Le transfert d'énergie entre les types se produit souvent par l'échange de quantité de mouvement entre les particules atomiques de la matière. Les exemples de différentes formes d'énergie incluent les énergies chimiques, potentielles et thermiques, en plus de la rotation. L’énergie de rotation est donc l’un des nombreux moyens par lesquels la matière peut retenir l’énergie.
Il existe de nombreuses analogies entre l’énergie de rotation et l’énergie cinétique linéaire. Au lieu de la masse, les systèmes de rotation ont un moment d'inertie. Le moment d'inertie peut être considéré comme la résistance à l'accélération angulaire - il est similaire à la masse de la résistance à l'accélération linéaire. Les moments d'inertie augmentent lorsque la matière est éloignée du centre de rotation. En effet, il est plus difficile de faire tourner un système si sa matière est située loin du centre.
De même, les systèmes de rotation ont une vitesse angulaire au lieu d'une vitesse linéaire. La vitesse angulaire est mesurée en radians par seconde, ce qui correspond à environ 57,3 degrés par seconde. Un moment d'inertie élevé et une vitesse angulaire élevée correspondent à une énergie de rotation élevée. Selon la loi de conservation de l'énergie, la même quantité d'énergie de rotation peut être obtenue en réduisant le moment d'inertie d'un système tout en augmentant la vitesse angulaire.
Une application pratique de l'énergie de rotation est l'utilisation de batteries à volant d'inertie. Tout comme une batterie standard stocke de l'énergie électrique, une batterie à volant d'inertie stocke de l'énergie de rotation. Dans un train équipé d’une batterie à volant, l’énergie cinétique linéaire du train en mouvement peut être transférée à l’énergie de rotation du volant à bord. Ce transfert aura pour effet de réduire la vitesse du train. Si aucune énergie n'est perdue pour chauffer, toute l'énergie du mouvement du train peut être stockée dans le volant d'inertie et ensuite utilisée pour accélérer le train à nouveau.