Dans ce cours, on essayera d'expliquer la relation interdépendante entre les deux énergies cinétique et potentielle de pesanteur, qui se réunissent sous forme d'une énergie mécanique. Qu'est qu'une énergie mécanique? est-ce qu'elle se conserve ou non? Qu'est-ce qu'une énergie mécanique? Dans un repère donné, à un instant t, l'énergie mécanique d'un solide de masse m, est l'énergie qu'il possède de par sa position et son état de mouvement c'est-à-dire c'est la somme de son énergie cinétique et son énergie potentielle de pesanteur à cet instant. Travail et energie mecanique cours des. Son expression est donc: $$E_{m}=E_{c}+E_{p p}$$ en Joule (J)
L'énergie mécanique, comme l'énergie potentielle, dépend de l'origine des altitudes elle est donc définie à une constante additive près. Dans le cas d'un solide en translation
L'énergie d'un solide de masse M, animé d'un mouvement de translation à la vitesse V s'exprime sous la forme:
$$E_{m}=\frac{1}{2} \cdot M. V^{2}+M g z+C$$
Avec:
L'axe vertical (Oz) est orienté vers le haut
E m: l'énergie mécanique du corps solide dans le champ de pesanteur en Joule (J)
C: constante
g: L'intensité de la pesanteur qui prend la valeur 9.
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Comme P ⃗ = m g ⃗ \vec{P}=m\vec{g} et A C = z A − z B AC=z A-z B alors on a:
Travail de la force de pesanteur:
Le travail de la force de pesanteur exercée sur un corps de masse m m qui se déplace de A A à B B dans un champ de pesanteur uniforme d'intensité g g est W A B ( P ⃗) = m × g ( z A − z B) W {AB} (\vec{P})= m \times g(z A-z_B). Si z A − z B > 0 z A-z B > 0 le travail sera moteur, la pesanteur étant favorable à la chute. Si z A − z B < 0 z A-z B < 0 le travail sera résistant, la pesanteur s'oppose à la montée vers le ciel. C'est une force conservative car son travail ne dépend pas du chemin suivi par le point d'application de cette force. Travail d'une force électrique constante
Soit une particule de charge électrique q q placée dans un champ électrostatique uniforme E ⃗ \vec{E}, elle est soumise à une force électrique F e ⃗ \vec{F e} d'intensité constante F e = ∣ q ∣. E. F e=∣q∣. Travail et energie mecanique cours euro. E..
Travail de la force électrique F e ⃗ \vec{F_e}:
Le travail de la force électrique F e ⃗ \vec{F e} exercée sur une particule de charge q q qui se déplace de A A à B B dans un champ électrostatique uniforme d'intensité E E est:
W A B ( F e ⃗) = F e ⃗ ⋅ A B → = F e ⋅ A B ⋅ cos α = ∣ q ∣ ⋅ E ⋅ A B ⋅ cos α W {AB}(\vec{F e})=\vec{F e} \cdot \overrightarrow{AB}=F_e \cdot AB \cdot \cos \alpha=∣q∣ \cdot E \cdot AB \cdot \cos \alpha
q q est en coulomb.
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Le champ électrique E → \overrightarrow{E} est produit par une tension électrique U A B U {AB} (en V V): U A B = E →. A B → U {AB} =\overrightarrow{E}. \overrightarrow{AB} donc
W A B ( F e ⃗) = F e ⃗ ⋅ A B → = q ⋅ E → ⋅ A B → = q ⋅ U A B W {AB}(\vec{F e})=\vec{F e} \cdot \overrightarrow{AB}=q \cdot \overrightarrow{E} \cdot \overrightarrow{AB}=q \cdot U {AB}
Donc, selon la charge de la particule le travail de la force électrique sera moteur ou résistant. Exemple
Dans cet exemple, la particule est chargée positivement:
Travail d'une force de frottement d'intensité constante
Lorsqu'un solide est en mouvement dans un fluide (liquide ou gaz), il est soumis à des forces de frottement f ⃗ \vec{f}. Travail et energie mecanique cours en. Si le solide est en contact avec un support on parle de réaction du support R ⃗ \vec{R}. f ⃗ \vec{f} est toujours opposé au mouvement. Donc pour une force de frottement, α \alpha est toujours égale à 180° ( π \pi radians). Par conséquent cos α = − 1 \text{cos}\ \alpha = -1
Le travail de f ⃗ \vec{f} s'exprime ainsi: W A B ( f ⃗) = f ⃗ ⋅ A B → = f ⋅ A B ⋅ cos α = − f ⋅ A B W_{AB}(\vec{f})=\vec{f} \cdot \overrightarrow{AB}=f \cdot AB \cdot \text{cos} \alpha=-f \cdot AB, le travail de cette force est toujours résistant.
À propos de ce chapitre Le terme "énergie" est très largement utilisé. Ici, on va voir à quel point c'est un des concepts les plus utiles de la physique. Tout au long de ces vidéos, on parlera de l'énergie cinétique, de l'énergie potentielle, de la conservation de l'énergie et des effets de levier.