Bilan : Synthèse et méthode sur Travail d'une force et théorème de l'énergie cinétique
Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère
À retenir
• E_c = W : on fait la liste des forces, puis on calcule le travail de chacune avec son signe. • Poids : m\,g\,(z_A - z_B) ; frottement constant : -f L ; réaction normale : 0. • À vitesse constante, la somme des travaux est nulle.
Le cours
1. Travaux des forces usuelles Force constante, trajet rectiligne : W = F AB . Poids : W = m\,g\,(z_A - z_B), indépendant du chemin. Force électrostatique en champ uniforme : W = q\,E AB. Frottement de valeur constante opposé au mouvement : W = -f L (L : longueur du chemin). Réaction normale d'un support : W = 0. 2. Méthode générale 1. Système, référentiel galiléen, positions A et B. 2. Inventaire des forces et travail de chacune, avec son signe. 3. Théorème : 1/2\,m\,v_B^2 - 1/2\,m\,v_A^2 = W_AB. 4. Résolution : isoler la vitesse, la distance ou la force cherchée. Le théorème est le bon outil quand l'énoncé parle de positions, de distances et de vitesses ; quand il parle de durées, on utilise plutôt F m\,v t. 3. Contrôles avant de conclure Énergie cinétique finale positive ou nulle ; travail moteur si la vitesse augmente, résistant si elle diminue ; dénivelé calculé par L sur une pente ; vitesse en ms^-1 ; ordre de grandeur comparé à un cas connu (une chute de 5\ m donne environ 10\ ms^-1).
Dans ce chapitre
- Énergie cinétique et formes d'énergie du collège
- Énergie cinétique d'un solide en translation de Troisième
- Produit scalaire de deux vecteurs en Mathématiques de Première
- Définition du travail d'une force constante sur un déplacement rectiligne
- Travail moteur, travail résistant et travail nul
- Travail du poids d'un corps
- Forces conservatives et notion d'indépendance du chemin
- Travail d'une force de frottement fluide ou solide
- Travail de la force électrostatique dans un champ uniforme
- Énoncé du théorème de l'énergie cinétique
- Application du théorème de l'énergie cinétique à la chute libre
- Application du théorème à l'arrêt d'un véhicule (distance de freinage)
- Puissance mécanique d'une force
- Bilan : Synthèse et méthode sur Travail d'une force et théorème de l'énergie cinétique