L’énergie mécanique et sa conservation
L'étude de l'énergie mécanique est essentielle en physique. Elle permet de comprendre les différents transferts d'énergie qui se produisent lors du mouvement d'un objet. Dans ce cours, nous allons explorer les concepts de travail, d'énergie potentielle et d'énergie mécanique, ainsi que la conservation de cette dernière.
Le travail d'une force pour un déplacement élémentaire
Le travail d'une force sur un objet correspond à la quantité d'énergie transférée à cet objet lorsqu'il se déplace sous l'action de cette force. Le travail se calcule en multipliant la force appliquée par le déplacement effectué et le cosinus de l'angle entre la force et le déplacement.
Définition
Forces dont le travail est nul
Il existe certaines forces pour lesquelles le travail est nul. C'est le cas des forces de gravité à l'intérieur d'un champ de gravité uniforme, des forces normales exercées par un support horizontal et des forces de frottement statique lorsque l'objet ne se déplace pas.
Travail d'une force constante
Lorsque la force est constante et que le déplacement est en ligne droite, le travail se calcule simplement en multipliant la force par la distance parcourue. Le travail est positif si la force et le déplacement ont le même sens, et négatif s'ils sont opposés.
Le travail du poids et l'énergie potentielle de pesanteur
Le poids d'un objet est la force exercée sur cet objet par la pesanteur. Lorsqu'un objet se déplace vers le haut ou vers le bas dans un champ de gravité, le travail du poids peut être utilisé pour calculer la variation de l'énergie potentielle de pesanteur. Cette énergie potentielle dépend de la hauteur de l'objet par rapport à un point de référence.
A retenir :
Résumé :
L'énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle. Le travail d'une force correspond à l'énergie transférée à un objet lors de son déplacement. Le travail du poids est utilisé pour calculer la variation de l'énergie potentielle de pesanteur. L'énergie mécanique est conservée si aucune force extérieure ne fait de travail sur le système.
