ENSEIGNER
jeudi 21 septembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Travail mécanique et énergie 1S
  -  _ (Anciens programmes)  -  Physique

Modèle 1: Complément au modèle de l'énergie

 

Énergie cinétique

L’énergie cinétique Ec d’un solide de masse m animé d’un mouvement de translation à la vitesse v dans un référentiel donné s’écrit :

Énergie potentielle de pesanteur

L’énergie potentielle de pesanteur d’un système constitué d’un objet de masse m et de la Terre s’écrit :

Ep = mgz

On pourra considérer que c’est l’énergie potentielle de cet objet au voisinage de la Terre.
z est l’altitude à laquelle se trouve le centre d’inertie de l’objet par rapport à une altitude prise comme référence et pour laquelle l’énergie potentielle est choisie nulle.
g est l’intensité de la pesanteur.

On appelle énergie mécanique d’un objet au voisinage de la Terre, la somme de ses énergies cinétique et potentielle.

EM = Ec + Ep

Travail

Le travail effectué par une force constante  lors d’un déplacement quelconque de son point d’application d’un point A à un point B est donné par

            alpha étant l’angle entre les vecteurs forces et déplacement.

Si F est une force intérieure, ce travail correspond à la quantité d’énergie qui change de forme au sein du système.
Si F est une force extérieure, ce travail correspond à la quantité d’énergie transférée entre ce système et un autre.
Dans le cas où la force est le poids P d’un objet, cette expression s’écrit  :

 zA et zB étant les altitudes des points A et B par rapport à une altitude prise comme référence.

Théorème de l’énergie cinétique

Pour un solide de masse m soumis à un ensemble de forces extérieures constantes Fk et animé d’un mouvement de translation d’un point A à un point B, la variation Ec de  son énergie cinétique est égale à la somme algébrique des travaux effectués par les forces qui s’exercent sur lui pendant ce déplacement.

Cet énoncé peut s’écrire sous la forme suivante :

Ec, Ep, EM et W s’expriment en Joule (J)
la masse s’exprime en kg
les distances et altitudes s’expriment en m
la vitesse s’exprime en m.s-1.

Puissance

La puissance est une grandeur associée à un transfert d’énergie entre deux systèmes ou à un changement de forme de l’énergie au sein d’un système. Elle est définie par la relation 

où E est la quantité d’énergie qui est transférée ou qui change de forme , delta(t) est la durée du transfert ou du changement de forme.

Si E est exprimée en joule (J) et deltat(t) en seconde (s), l’unité de la puissance est le watt (W).