Flashcards: Travail et énergie mécanique — 40 cards

Quelle est la définition du travail d'une force entre deux points A et B ?

C'est l'intégrale de F⃗·dℓ⃗ de A à B.

Quelle formule donne le travail d'une force constante faisant un angle θ avec le déplacement AB ?

W_{A→B}(F⃗)=F·AB·cosθ.

Que signifie un travail positif d'une force ?

La force est motrice.

Que signifie un travail négatif d'une force ?

La force est résistante.

Que signifie un travail nul d'une force ?

La force est perpendiculaire au déplacement ou son point d’application est fixe.

Quelle est la formule du travail du poids entre A et B ?

W_{A→B}(P⃗)=mg(z_A−z_B).

Quel est le travail de la réaction normale sans frottement ?

Il est nul.

Quelle est la formule du travail d'une force de frottement d'intensité f sur AB ?

Le travail vaut −f·AB.

Quelle est la formule de l'énergie cinétique d'un point matériel ?

E_c = 1/2 · m · v².

Que dit le théorème de l'énergie cinétique sur la variation d'énergie entre A et B ?

Elle est égale à la somme des travaux des forces appliquées.

Que se passe-t-il si la somme des travaux est positive ?

L'énergie cinétique augmente.

Que se passe-t-il si la somme des travaux est négative ?

L'énergie cinétique diminue.

Que se passe-t-il si la somme des travaux est nulle ?

L'énergie cinétique reste constante.

Quelle est la formule de l'énergie potentielle de pesanteur en champ uniforme ?

E_p = mgz + constante.

Que représente la variation d'énergie potentielle entre deux altitudes ?

ΔE_p = mg(z_B − z_A).

Quelle relation lie le travail du poids à la variation d'énergie potentielle ?

W_{A→B}(P) = -ΔE_p.

Qu'impose le fait que le poids soit une force conservative ?

Son travail ne dépend pas du chemin suivi.

Qu'est-ce qu'une force conservative ?

Une force dont le travail ne dépend pas du chemin.

Qu'est-ce que l'énergie mécanique d'un système ?

La somme de son énergie cinétique et de ses énergies potentielles.

À quoi est égale la variation d'énergie mécanique entre deux points A et B ?

Au travail des forces non conservatives entre A et B.

Que se passe-t-il pour l'énergie mécanique si seules des forces conservatives agissent ?

Elle se conserve, restant constante entre deux points.

Quelle est la variation de l'énergie mécanique en présence de frottements ?

Elle est négative, donc l'énergie mécanique diminue.

Que signifie la conservation de l'énergie mécanique pour les énergies cinétique et potentielle ?

L'augmentation de l'énergie cinétique s'accompagne d'une diminution de l'énergie potentielle, et inversement.

Quelle relation donne la conservation de l'énergie pour une chute libre sans frottement ?

1/2·mv² + mgz = mgz_0

Comment s'exprime la vitesse v en fonction de z_0 et z pour une chute libre ?

v = √(2g(z_0 − z))

Comment calcule-t-on la hauteur descendue sur un plan incliné sans frottement ?

h = AB·sinα

Quelle est la formule de la vitesse en B sur un plan incliné sans frottement ?

v_B = √(2gh)

Quelle est l'expression de la hauteur pour un pendule simple sans frottement ?

h = L(1 − cosθ)

Comment calcule-t-on la vitesse d'un pendule simple sans frottement ?

v = √(2gL(1 − cosθ))

Quelle est la formule de l'énergie potentielle élastique d'un ressort horizontal ?

E_p = 1/2·kx²

Quelle relation vérifie l'énergie mécanique d'un ressort horizontal sans frottement ?

1/2·mv² + 1/2·kx² = constante

Quelle est la formule de la puissance instantanée d'une force ?

P = dW/dt = F⃗·v⃗.

Comment calcule-t-on la puissance moyenne sur une durée Δt ?

P = W/Δt.

Quelle est l'équivalence d'un joule en unités de base ?

1 J = 1 N·m = 1 kg·m²·s⁻².

Quelle est la valeur d'un kilowattheure en joules ?

1 kWh = 3,6×10⁶ J.

Quelle est l'énergie cinétique pour m=1 kg et v=10 m·s⁻¹ ?

L'énergie cinétique vaut 50 J.

Quelle est l'énergie potentielle de pesanteur pour m=1 kg et h=10 m ?

Elle vaut 98 J avec g=9,81 m·s⁻².

Quelle est la première étape de la méthode énergétique ?

Identifier les forces.

Que faut-il déterminer sur les forces dans la méthode énergétique ?

Si elles sont conservatives ou non.

Quelle relation doit-on écrire dans la méthode énergétique ?

La relation énergétique.