Travail et énergie cinétique

Expérience: Le tube de Newton• un tube rempli de l‘air; il contient une petite bille et une plume• on laisse tomber ces objets• la bille tombe beaucoup plus rapidement• pourquoi?• à cause de la force de frottement qui est plus grande que celle

s‘exercée sur la bille• maintenant on pompe de l‘air du tube => il y‘aura du vide à

l‘intérieur• on laisse tomber les objets• ils tombent à la même vitesse!• conclusion: tout les objets tombent dans le vide avec la même

vitesse => chute libre• expérience fait sur la Lune: chute d‘une plume et d‘un marteau

(Apollo 15)

Travail du poids pendant une chute libre

• WAB(P) = P.h = mgh• Le travail peut être écrit comme la différence de

deux termes: WAB(P) = ½.mvf

2 - ½.mvi2

• EC = ½.mv2 – énergie cinétique d‘un corps – l‘énergie que le solide a grâce à son mouvement

• exemple: Déterminer l‘énergie cinétique d‘un train de masse 2000 tonnes qui roule sur une voie rectiligne à une vitesse constante de 90 km/h.

Variation de l‘énergie cinétique I

• on a constaté que WAB(P) = Ecf – Eci au cours d‘une chute libre

• chute libre = poids est une seule force qui s‘exerce sur le solide

• considérons un solide soumis à plusieures forces qui se déplace de A vers B

Variation de l‘énergie cinétique II

• la variation de l‘énergie cinétique est égale au travail de la résultante des forces (travail de la somme des forces)

Ec = Ec(B) – Ec(A) = WAB(P+F1+F2)• considérons que les forces sont constantes => la résultante aussi• WAB(P+F1+F2) = (P+F1+F2).AB = P.AB + F1.AB + F2.AB =

= WAB(P)+ WAB(F1)+ WAB(F2)

Ec = = WAB(Fext)

• la variation de l‘énergie cinétique d‘un solide en mouvement de translation entre deux positions A et B est égale à la somme de travaux des forces extérieures s‘exercantes sur le solide au cours du déplacement

• la relation est valable seulement dans un référentiel galiléen