Le Wharf

Pages: 5 (1025 mots) Publié le: 4 janvier 2015
I Travail et puissance d’une force
II L’énergie cinétique
III Théorème de l’énergie cinétique

THÉORÈME DE L’ÉNERGIE
CINÉTIQUE

I travail et puissance d’une force
Notion de force :
Une action mécanique peut être modélisée par
une force 𝐹 .
Elle a quatre caractéristiques :
 Son point d’application (point de contact ou
centre d’inertie)
 Sa direction.
 Son sens.
 Son intensitéexprimée en Newtons.

Notion de moment
 Le moment d’une force est noté M (𝐹 )

M (𝐹 ) = d.F
 F : intensité de la force (N)
 d : Distance entre l’axe  et la droite d’action

de la force.

Remarque :

a- Le travail d’une force
1- Définition
 Qu’est ce qu’un « travail » en physique?
 En quelle unité est-il exprimé?

I travail et puissance d’une force
a- Le travail d’uneforce
1- Définition
 Le travail est une énergie transférée.
 Une force « travaille » si son point
d’application se déplace.

Formule du travail d’une force :
 Le travail d’une force F, pour le déplacement
rectiligne AB est défini ainsi :

J

W = F x AB x cos α
N

m

°

 AB est le déplacement, rectiligne, du point
d’application de la force.
 L’angle α est l’angle formé parles vecteurs F

et AB.
 Remarque : Mathématiquement, il s’agit d’un
produit scalaire : W = F. AB

Schéma :
 On pousse de manière oblique un bloc
rectangulaire d’un point A à un point B.

W = F x AB x cos α

Remarques :
 L’angle α peut être nul, si le déplacement se

fait dans le même sens que la force.
 Le travail peut être positif, on dit qu’il est
moteur.
 Le travailpeut être négatif, on dit qu’il est
résistant. C’est le cas pour toutes les forces de
frottement.
 Le travail d’une force peut être nul si α=0.

Exercices :
Exercice n°1 :
Une bille de masse 50 g est en chute libre dans le
vide. Elle chute de 10 m.
1. Représenter la bille ainsi que son poids P.
2. Déterminer le poids de cette bille. (g = 10 N.kg-1)
3. Déterminer le travail du poids P.4. S’agit-il d’un travail moteur ou résistant?

Exercice n°2 :
Une luge dévale une pente de 100 m. La pente fait
un angle α = 60° avec la verticale (voir schéma).
La luge a une masse de 10 Kg.
1. Représenter la luge ainsi que son poids P.
2. Déterminer le poids de cette luge. (g = 10 N.kg-1)
3. Déterminer le travail du poids P.
4. S’agit-il d’un travail moteur ou résistant?

Exercicen°3 :
Un parachutiste (m = 80 kg) descend à vitesse
constante sur une portion verticale de 200 m.
1. Représenter le parachutiste ainsi que toutes les
forces qui s’exercent sur lui.
2. Déterminer son poids. (g = 10 N.kg-1)
3. En déduire l’intensité de la force de frottement de
l’air sur le parachute (F).
4. Déterminer le travail de cette force.
5. S’agit-il d’un travail moteur ourésistant?

2- Travail d’une force constante dans un
déplacement quelconque

 Un déplacement quelconque peut être assimilé à une

somme de petits déplacements rectilignes δl.
 Le travail associé à un déplacement δl est δW = F. δl

 On peut ainsi définir le travail entre deux points A et

B comme étant la somme des travaux élémentaires :
 WAB= Σ δW

Application :Travail du poids
 On aW = P. (AA1 +A1A2 + A2A 3 + … )

= P. AA18
= P. ( AB + AC)
= P AB cos 0 + P AC cos 90
= P. AB
= P (ZA- ZB)
= m.g (ZA- ZB)

Application :Travail du poids
Conclusion :
 Le travail du poids est indépendant du
chemin parcouru, il ne dépend que de la
différence d’altitude, entre le point de départ
et le point d’arrivée.

W = m.g.(ZA-ZB)
J

Kg

= 10 N.Kg-1

m

 Remarque : Cetravail peut être moteur (chute

libre) ou résistant (ascension d’un objet)

b- Puissance d’une force
 Quelle est la formule générale du travail en

fonction de la puissance?

W = P.Δt
 On en déduit :

W
 Rappel :
 1 kWh = 3.6 106 J
 1 Wh = 3600 J

J
s

Puissance instantanée :
 On a
 Et comme

qui est le vecteur vitesse.

 On en déduit : P = F . v
 Soit :...
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