Principes fondamentaux du travail et de l'énergie

📋 Plan du Cours

1. Travail d'une force
2. Travail du poids
3. Énergie cinétique
4. Forces conservatives et non-conservatives

📖 1. Travail d'une force

🔑 Notions clés & Définitions

Travail d'une force constante : Le travail d'une force constante 𝐹⃗, appliquée à un système se déplaçant d'un point A vers un point B, est défini comme le produit scalaire de la force 𝐹⃗ par le vecteur déplacement 𝐴𝐵⃗. Il se note 𝑊𝐴𝐵(𝐹⃗) et s'exprime par la formule : 𝑊𝐴𝐵(𝐹⃗) = 𝐹⃗ · 𝐴𝐵⃗. La valeur du travail dépend de l'angle α entre la force et le déplacement.

Produit scalaire : Opération mathématique entre deux vecteurs 𝐹⃗ et 𝐴𝐵⃗, donnant un scalaire, calculé par 𝐹 · 𝐴𝐵 = |𝐹| × |𝐴𝐵| × cos(α), où α est l'angle entre eux.

Angle entre force et déplacement : L'angle α formé entre le vecteur force 𝐹⃗ et le vecteur déplacement 𝐴𝐵⃗. Il détermine la nature du travail effectué.

📝 Points essentiels

Le travail d'une force constante dépend de l'angle α entre la force et le déplacement :

• Si 0° ≤ α < 90°, le travail est positif, la force favorise le déplacement, et le travail est dit moteur.
• Si α = 90°, le travail est nul, la force est perpendiculaire au déplacement, elle n'agit pas sur celui-ci.
• Si 90° < α ≤ 180°, le travail est négatif, la force s'oppose au déplacement, et le travail est dit résistant.

Une force constante conserve son intensité, sa direction et son sens pendant le déplacement, ce qui simplifie le calcul du travail.