⚛️ Physique-chimie📘 Première⏱ 1 min de lecture📂 🚀 Mouvement et forces

⚛️ Physique-chimie · Mouvement et forces

Travail d'une force, énergie cinétique et mécanique

Le travail d'une force mesure l'énergie qu'elle transfère à un système en mouvement. Il fait varier son énergie cinétique.

Schéma
W(→F) = →F · →AB = F × AB × cos α
Ec = ½ m v²          Epp = m g z          Em = Ec + Epp
Théorème de l'énergie cinétique : ΔEc = ΣW

Travail d'une force constante

W = F × AB × cos α en joules. α < 90° : travail moteur (> 0) · α = 90° : nul · α > 90° : travail résistant (< 0).

Travail du poids

W(→P) = m g (z_A − z_B) : il ne dépend pas du chemin suivi, seulement des altitudes (force conservative).

Énergie cinétique

Ec = ½ m v² (J, avec m en kg et v en m/s). Doubler la vitesse quadruple l'énergie cinétique.

Théorème de l'énergie cinétique

Ec(B) − Ec(A) = ΣW(→F) entre A et B.

Énergie mécanique

Em = Ec + Epp : elle se conserve si seules des forces conservatives travaillent. Avec frottements, Em diminue (l'énergie est dissipée sous forme de chaleur).

Puissance

P = W / Δt en watts (1 W = 1 J/s).

💡 Exemple

Une bille de 100 g lâchée sans vitesse de 1,25 m de haut : v = √(2 g h) = √(2 × 9,81 × 1,25) ≈ 4,95 m/s au sol (sans frottements).

📌 À retenir

Pour une chute sans frottements, Em se conserve : pas besoin de passer par les forces et l'accélération.

Teste-toi

Quelle est l'énergie cinétique d'un objet de 2 kg à 3 m/s ?
  1. 9 J
  2. 6 J
  3. 18 J
  4. 3 J

Réponse : A. 9 J

Ec = ½ m v² = ½ × 2 × 3² = 9 J.

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