Travail et énergie cinétique – Cours

Résumé et Points Clés

Résumé du cours : Travail et énergie cinétique

Ce document présente une série d’exercices sur le travail mécanique et l’énergie cinétique, illustrant l’application du théorème de l’énergie cinétique (TEC) à divers systèmes physiques.

Concepts et Définitions Clés :

• Énergie cinétique (Ec) : Énergie d’un corps due à son mouvement. Pour un solide en translation : Ec = 1/2 * m * v². Pour un solide en rotation autour d’un axe fixe : Ec = 1/2 * JΔ * ω².
• Théorème de l’Énergie Cinétique (TEC) : La variation d’énergie cinétique d’un système entre deux points est égale à la somme des travaux de toutes les forces extérieures appliquées : ΔEc = Σ W(extérieures).
• Travail d’une force constante : W = F * AB * cos(θ), où θ est l’angle entre la force et le déplacement.
• Puissance d’une force : P = F * v (lorsque force et vitesse sont parallèles).

Points Méthodologiques et Conseils pour les Examens :

• Étapes pour appliquer le TEC : 1) Définir le système. 2) Lister toutes les forces extérieures. 3) Calculer le travail de chaque force. 4) Écrire l’énergie cinétique initiale et finale. 5) Appliquer la formule ΔEc = Σ W.
• Cas fréquents : Le travail du poids est W = m*g*(zA – zB). Le travail d’une force de frottement constante est souvent négatif : W = -f * AB.
• Conversions d’unités : Soyez vigilant(e) ! Convertir systématiquement les vitesses en m/s, les masses en kg, et les distances en mètres avant tout calcul.
• Forces dont le travail est nul : Le travail d’une force de réaction normale (R) est généralement nul car elle est perpendiculaire au déplacement (cos(90°)=0).
• Problèmes types abordés : Calcul d’énergie cinétique (translation/rotation), détermination d’un angle de pente, calcul de vitesse après application d’une force, mouvement dans un champ de pesanteur (chute libre, pendule), systèmes avec poulies et moments d’inertie.