Travail d'une force
Énergie transférée par une force dont le point d'application se déplace, en joules (J).
Énergie mécanique
Somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle de pesanteur d'un système.
Force conservative
Force dont le travail ne dépend pas du chemin suivi, mais seulement des positions de départ et d'arrivée.
α = angle entre la force et le déplacement
| Signe de W | Cas | Effet sur v |
|---|---|---|
| W > 0 | α < 90° : moteur | accélère |
| W < 0 | α > 90° : résistant | ralentit |
| W = 0 | α = 90° ou F = 0 | v inchangée |
Poids : W = mg(zA − zB), indépendant du chemin, positif à la descente. Force constante sur trajet rectiligne : W = F·AB·cosα. Réaction normale du support et tension du fil : W = 0 (perpendiculaires au déplacement). Frottements : W = −f × d, toujours négatif, et dépend de la longueur du trajet.
Théorème de l'énergie cinétique
Avec Epp = mgz (origine des altitudes à choisir) et Em = Ec + Epp : la variation d'énergie mécanique est égale au travail des forces non conservatives (frottements, poussée d'un moteur). S'il n'y a que le poids, Em se conserve : toute perte d'altitude se convertit en vitesse. Avec frottements, Em diminue et l'énergie est dissipée sous forme thermique.
= 0 en chute libre
A retenir :
À retenir
• W en joules ; ne pas confondre avec la puissance P = W/Δt (watts).
• cosα décide du signe : seul le sens compte, pas la durée.
• Poids conservatif ; frottements non conservatifs.
• Ec dépend de v², Epp de l'altitude z et du niveau de référence choisi.
• Chute libre : vB = √(2gh), indépendante de la masse.
• Em constante ⇔ droite horizontale sur le graphique E = f(z).
• W en joules ; ne pas confondre avec la puissance P = W/Δt (watts).
• cosα décide du signe : seul le sens compte, pas la durée.
• Poids conservatif ; frottements non conservatifs.
• Ec dépend de v², Epp de l'altitude z et du niveau de référence choisi.
• Chute libre : vB = √(2gh), indépendante de la masse.
• Em constante ⇔ droite horizontale sur le graphique E = f(z).
