- La force est-elle vraiment à l origine du déplacement entre deux points? Mieux : - Quelle est sa contribution au déplacement entre A et B?

Dimension: px
Commencer à balayer dès la page:

Download "- La force est-elle vraiment à l origine du déplacement entre deux points? Mieux : - Quelle est sa contribution au déplacement entre A et B?"

Transcription

1 Chapitre 5 Energie des systèmes mécaniques Introduction Les deux premières lois de Newton nous ont permis d accepter le lien entre force et mouvement d un système matériel, la relation directe se faisant entre la dérivée de la quantité de mouvement et la force résultante. Nous pouvons maintenant aller un peu plus loin et nous interroger sur ce que nous pouvons désigner comme l efficacité d une force au cours d un déplacement du système entre deux points A et B : - La force est-elle vraiment à l origine du déplacement entre deux points? Mieux : - Quelle est sa contribution au déplacement entre A et B? Prenons quelques exemples intuitifs de forces à contribution (à un déplacement) : - nulle ; - positive ou motrice ; - négative ou résistante. Pour répondre de façon un peu plus constructive et rigoureuse, il est assez logique de commencer par réunir les grandeurs «force» et «déplacement» en une nouvelle grandeur physique que l on devra aussi étudier (nous avions déjà, dans le chapitre précédent construit de manière analogue la grandeur «quantité de mouvement» en réunissant masse et vitesse du centre d inertie du système). Nous proposons donc une grandeur qui réunit les deux aspects de la mécanique : la cause (la force) et l effet (le déplacement) tout simplement en les multipliant l un par l autre? I Travail d une force 1) Présentation, discussion Ce terme, «travail», tout à fait quotidien, peut être utilisé en physique. Commençons par présenter quelques exemples de situations pour lesquelles il peut être discuté du fait que les forces exercées travaillent ou ne travaillent pas. - Skieur dévalant tout droit une pente sans se pousser. - Plongeur se laissant remonter à la surface de l eau. - Satellite en orbite circulaire. - Satellite en orbite elliptique allongée. 2) Premières conclusions Force qui travaille Lorsque le point d application de la force se déplace dans une direction qui n est pas perpendiculaire à celle de la force, cette force travaille, elle peut provoquer en particulier une variation de la valeur de la vitesse du point du système sur lequel elle s applique (d autres exemples d effets de la force exercée : déformer le système provoquer son échauffement, mais ce ne sont pas des domaines que nous étudierons).

2 Version alternative : une force F s exerçant sur le système ne peut le pas mettre en mouvement ou modifier la valeur v de sa vitesse dans une direction perpendiculaire à F. Si l on choisit de décomposer le vecteur v en un vecteur vn perpendiculaire (normal) à F et un vecteur v t modifie jamais v n. parallèle (tangentiel) à F, on peut établir que F ne Exemples déjà rencontrés : - nous avions remarqué que la composante horizontale de la vitesse d un corps en chute libre dans le champ de pesanteur uniforme reste constante au cours du mouvement. - Le satellite en mouvement circulaire uniforme, car la force exercée est en permanence perpendiculaire à la vitesse du satellite. Donc, pas de travail si : - constamment perpendiculaire à la trajectoire en son point d application ; - le point d application de n est pas en mouvement. Associons enfin les notions force et déplacement qui en résulte, c est à dire, établissons l efficacité d une force qui travaille, la valeur du travail d une force. 3) Travail W («work») d une force constante ( vecteur constant pendant tout le déplacement) a) Définition b) Forces conservatives Une force est dite conservative, si le travail de cette force indépendant du chemin suivi entre les points A et B. W AB (F ) est Exemples (à retenir) de forces conservatives : - poids ; - force électrique ; - force élastique de rappel (d un ressort par exemple). Notez que c est une force à priori non constante Exemples de forces non conservatives : - frottements ; - tension d un fil inextensible. (discussion autorisée) b) Exemples Où l on présente différentes situations (W moteur, W résistant, W nul) Cas traités en détails (voir cours) : - travail du poids ; - travail de la force électrique ; - travail d une force de frottement solide.

3 Rappelons que dans les exemples traités, la force est constante, ce qui simplifie énormément les choses c) Unité Le joule (J) : travail produit par une force de 1 N pour un déplacement de 1 m. 4) Puissance du travail (d une ou plusieurs forces) C est en quelque sorte le travail ramené à ou par unité de temps. Lorsqu une force s exerçant pendant une durée t a produit un travail W, elle est caractérisée par une puissance (une puissance moyenne pendant l intervalle t) : L unité de P est le watt (W), 1 W correspond à 1 J.s -1. II - Le travail : un mode de transfert d énergie 1) Introduction : la notion d énergie Photocopie Hecht p 312 (tout le paragraphe le transfert d énergie ) Il est important de réaliser que, dans la physique d aujourd hui, nous n avons aucune connaissance de ce que l énergie est (Feynman, 1965) 2) Energies mécaniques a) Présentation : Energies «mécaniques» (liées aux forces ou aux mouvements) L énergie associée aux forces dissipatrices, par exemple les forces de frottement, n est pas évoquée pour l instant, puisque nous avons choisi de nous limiter aux systèmes évoluant sans dissipation, sans pertes. Puisque la mécanique, c est «forces et mouvements», nous allons considérer deux types d énergies, l une associée au mouvement, l autre à la force. La première, liée au fait que le système en mouvement transporte de l énergie, est l énergie cinétique (Ec) ; La deuxième, liée au fait que le système est soumis à une force conservative qui peut déclencher son mouvement est l énergie potentielle (EP). C est un peu vague, soyons plus directs : - Ec sera liée à la vitesse du corps ; - Ep sera liée à la position du corps dans un champ de forces. La somme des deux sera appelée énergie mécanique du système. Em = Ec + Ep

4 S il n y a pas de pertes, de dissipations, de transferts divers (frottements, déformation du système, émission de rayonnement, ) l énergie mécanique reste constante. Lorsqu un système matériel évolue à Em constante, les forces qui s exercent sur ce système sont conservatives ou ne produisent aucun travail. b) Forces conservatives et énergies potentielles Une force conservative est une force à laquelle on peut associer une énergie potentielle. Le poids, de valeur mg et s exerçant verticalement est associé à l énergie potentielle de pesanteur Ep = mgz (à condition d avoir fait coincider l origine des valeurs de Ep et celle des valeurs de z). Plus général : lorsqu un système matériel de masse m s élève d une hauteur z dans le champ de pesanteur, son énergie potentielle de pesanteur augmente de la valeur mgz. Les deux autres exemples à connaitre : - La force électrique est conservative. Si l on pose que Ep = 0 aux points où le potentiel électrique a été choisi comme étant égal à zéro, alors l énergie potentielle électrique d une particule de charge q est : Ep = qv (V étant le potentiel électrique du point où se trouve la particule) - La force élastique d un ressort est conservative. Si l on pose que Ep = 0 pour un ressort au repos (c est à dire pour lequel on considère que l allongement noté x est nul), alors l énergie potentielle d un ressort allongé d une valeur x est : Ep = 1 2 kx2 c) Forces non conservatives Un contre exemple : une force de frottement qui ne provoque rien d autre qu un ralentissement du système sans lui fournir d énergie est non conservative et provoque une diminution de l énergie mécanique du système parce qu elle produit un travail négatif. d) Utile Théorème de l énergie cinétique : Ec = W (F) Travail d une force conservative (exemple avec le poids) : W (P ) = - Ep e) TP «séance énergies mécaniques»

5 Ce qui suit (en bleu) n a pas forcément à être traité si la «séance énergies mécaniques» se déroule normalement. (il s agit d un cours traditionnel, présentant quelques définitions qui ne sont pas explicitement au programme) 3) Travail et énergie cinétique a) Présentation C est l énergie du système dont la source est le mouvement de ce système, l énergie de mouvement. Comme la grandeur qui caractérise le mouvement de la façon la plus immédiate est la vitesse, et que celle qui caractérise le système est sa masse, il est normal de retrouver ces deux grandeurs dans l expression de l énergie cinétique : E c = 1 2 mv 2 G (on rappelle qu on s intéresse uniquement soit au mouvement de systèmes ponctuels, soit au mouvement du centre d inertie de systèmes matériels réels. L énergie cinétique considérée ici est l énergie cinétique dite «de translation» du système, on ne prend pas en compte, par exemple le fait que le système puisse tourner sur lui-même tout en avançant ) Notons que ce n est pas la première grandeur que nous rencontrons qui associe masse et vitesse (nous avons précédemment travaillé avec la quantité de mouvement et ses propriétés remarquables). Nous pouvons remarquer les différences entre les deux expressions (le «½», le carré pour v G). Elles pourront être commentées en AP b) Théorème de l énergie cinétique Entre deux positions, dans un référentiel galiléen, la variation de l énergie cinétique d un solide en translation est égale à la somme des travaux des forces extérieures appliquées au système. å DE c = E cb - E ca = 1 2 mv 2 B mv 2 A = W(F i 3) travail et énergie potentielle a) Discussion, définition i ) AB Considérons une force s exerçant en permanence sur un système solide. On choisit par exemple le poids dans un champ de pesanteur uniforme. Le système étant posé sur le sol horizontal, il reste logiquement immobile en un point noté A On veut l amener en un point B situé au dessus de A (on veut soulever l objet...). Il faut exercer une force verticale et vers le haut de valeur au moins égale à celle du poids du système. Pendant le déplacement de A vers B, le poids continue d agir, et une fois en B, il continue de s exercer. Si alors on cesse d exercer la force (on lache l objet!), notre système reste-t-il en B? Non, bien sur! Il retombe en A. Au cours de ce trajet retour B A, il n est plus soumis qu à son poids et il accelère : il reçoit de l énergie cinétique. Mais qu est-ce qui lui a donné cette énergie cinétique? Pas directement! (lorsque le système passe de l immobilité (pt B) au mouvement, il n est plus soumis à )

6 On aurait pourtant aimé dire que le travail apporté par la force s est transformé en énergie cinétique. Cela ne s est pas réalisé directement, car on a fourni ce travail lors du déplacement A B, mais on ne lâche pas forcément tout de suite l objet, on peut rester plusieurs minutes sans le lâcher et sans bouger, alors que le travail de a effectivement été apporté au système depuis longtemps. Dans ce premier trajet (montée) le système a reçu de l énergie (grâce au travail de ) mais ce n est pas directement de l énergie cinétique, cette énergie présente dans le système ne se transforme en énergie cinétique qu une fois le système lâché. On peut noter que plus on monte haut, plus apporte de travail, plus il y a d énergie qui s accumule, plus l énergie cinétique finale, est grande (il arrive plus vite au sol puisqu il tombe de plus haut). Cette énergie, accumulée lors de la montée et disponible pour se transformer en énergie cinétique lors de la descente est appelée énergie potentielle (de pesanteur) et notée E p. Elle est liée à la position de l objet soumis à une force permanente (ici le poids). Plus l objet est haut (plus on s éloigne du centre de la Terre), plus il accumule d énergie potentielle (il stocke...). Peut-on maintenant préciser la valeur de E p? Oui, en considérant que le gain d E p correspondra au travail apporté (moteur) par montée. au cours de la Au cours de la montée, la force à permis de procéder au changement d état suivant : - état initial : système immobile en A ; - état final : système immobile en B. Appliquons le théorème de l énergie cinétique entre ces deux états (v A = v B = 0) : + = 0 = mgh On peut donc considérer que si l on fait monter un système de masse m dans le champ de pesanteur d une hauteur h, il accumule une énergie potentielle E p = mgh Présentons maintenant les choses de la façon suivante : On pose qu à l altitude z = 0, l énergie potentielle vaut 0 J (l origine des valeurs d énergie est toujours arbitrairement choisie, de toute façon). Ainsi, à l altitude z, E p = mgz Au cours du trajet A B c est donc DE p qui vaut mg(z B z A). Remarque : La force électrique peut aussi être à l origine d une énergie potentielle (électrique). Voir formule au paragraphe suivant et démonstration lors d un exercice.

7 4) Résumé (formules) Energie cinétique (de translation) : Ec La variation d énergie cinétique au cours du déplacement entre deux points est égale à la somme des travaux des forces extérieures s exerçant sur le système au cours de ce déplacement. DE c = E cb - E ca = å i W(F i ) AB Energie potentielle de pesanteur : Ep = mgz (si l on pose que Ep = 0 à l altitude z = 0) Energie potentielle électrique : Ep(x) = qu(x) (si l on pose U = 0 en x = 0) Energie mécanique : E = Ep + Ec Si le système n est soumis qu à des forces conservatives (poids, force électrique) ou ne travaillant pas, Em est constante. Si parmi les forces exercées certaines sont non conservatives, alors Em diminue. 5) Application : étude énergétique de mouvements. (voir : «séance énergies mécaniques») (exploitation Regavi, Regressi de fichiers vidéo) - Chute d un ballon suivie de rebonds successifs ; - Pendule simple en oscillations ;

Travail et énergie mécanique

Travail et énergie mécanique Travail et énergie mécanique Si le chapitre 5 donnait les lois de la mécanique permettant de connaître position, vitesse et accélération d un système soumis à un ensemble de forces extérieures, nous prenons

Plus en détail

LE TRAVAIL : UN MODE DE TRANSFERT D ÉNERGIE

LE TRAVAIL : UN MODE DE TRANSFERT D ÉNERGIE LE TRAVAIL : UN MODE DE TRANSFERT D ÉNERGIE Commençons ce chapitre par étudier la relation qu il y a entre le travail des forces extérieures qui s exercent sur un solide et une forme d énergie : l énergie

Plus en détail

Etude énergétique des systèmes mécaniques

Etude énergétique des systèmes mécaniques Etude énergétique des systèmes mécaniques I) TRAVAIL D UNE FORCE CONSTANTE 1) Expression du travail (rappel) 2) Travail du poids d un corps II) TRAVAIL D UNE FORCE QUELCONQUE 1) Travail élémentaire a)

Plus en détail

Thème 2 : COMPRENDRE Lois et modèles p : 1 Ch.7. Travail et énergie

Thème 2 : COMPRENDRE Lois et modèles p : 1 Ch.7. Travail et énergie Thème 2 : COMPRENDRE Lois et modèles p : 1 Ch.7. Travail et énergie Chapitre 7 : Temps, mouvement et évolution Notions et contenus Travail d une force. Force conservative ; énergie potentielle. Forces

Plus en détail

Correction exercice 1 :

Correction exercice 1 : Exercice 1 : Déterminer une hauteur Une bille est lancée verticalement vers le haut à une altitude h = 2,0 m par rapport au sol, avec une vitesse v = 10 m / s. On considère que le poids est la seule force

Plus en détail

Chapitre 7 : Energie mécanique d un système

Chapitre 7 : Energie mécanique d un système e B et C 7 Energie mécanique d un système 66 Le mot «énergie» est utilisé couramment, mais sauriez-vous le définir avec précision? Parmi toutes les formes d énergie, l énergie mécanique occupe une importance

Plus en détail

A SPECTS ÉNERGÉTIQUES DES SYSTÈMES MÉCANIQUES.

A SPECTS ÉNERGÉTIQUES DES SYSTÈMES MÉCANIQUES. SPECTS ÉNERGÉTIQUES DES SYSTÈMES MÉCNIQUES. I. TRNSFERT D ÉNERGIE PR TRVIL MÉCNIQUE. 1. NOTION DE TRVIL MÉCNIQUE. Le travail mécanique est un mode de transfert d énergie entre un objet et le milieu extérieur.

Plus en détail

Tronc commun scientifique Mahdade Allal année scolaire Énergie cinétique et travail : activités

Tronc commun scientifique Mahdade Allal année scolaire Énergie cinétique et travail : activités Énergie cinétique et travail : activités Application 1 a. Calculer l énergie cinétique : d une voiture de masse 1, 0tonnes roulant à 90km/h d un camion de masse 30tonnes roulant à 90km/h b. Calculer la

Plus en détail

Mouvement d un solide en rotation autour d un axe fixe

Mouvement d un solide en rotation autour d un axe fixe Mouvement d un solide en rotation autour d un axe fixe II. Moment cinétique scalaire d un solide en rotation autour d un axe fixe 1. Moment cinétique d un point matériel par rapport à un point On appelle

Plus en détail

Chapitre 7 : Energie mécanique d un système

Chapitre 7 : Energie mécanique d un système e B et C 7 Energie mécanique d un système 66 Le mot «énergie» est utilisé couramment, mais sauriez-vous le définir avec précision? Parmi toutes les formes d énergie, l énergie mécanique occupe une importance

Plus en détail

Comprendre-cours 3 TS - programme Travail et énergie

Comprendre-cours 3 TS - programme Travail et énergie Comprendrecours 3 TS programme 2012 Introduction : Travail et énergie L énergétique est la partie de la mécanique qui étudie les travaux et les puissances mises en oeuvres dans les déplacements des solides.

Plus en détail

Mouvement dans un champ de forces centrales conservatives

Mouvement dans un champ de forces centrales conservatives Mouvement dans un champ de forces centrales conservatives Cadre de l étude : Le mouvement du point matériel M de masse m sera étudié dans un référentiel R galiléen. I. Forces centrales conservatives 1)

Plus en détail

MΔ(F ) = F d CHAPITRE 7 : «FORCES, COUPLES, MOMENTS, TRAVAUX ET ENERGIES DANS LE TRANSPORT»

MΔ(F ) = F d CHAPITRE 7 : «FORCES, COUPLES, MOMENTS, TRAVAUX ET ENERGIES DANS LE TRANSPORT» CHAPITRE 7 : «FORCES, COUPLES, MOMENTS, TRAVAUX ET ENERGIES DANS LE TRANSPORT» Introduction : Ce chapitre a pour but de relier les concepts de forces et couples de forces (causes des mouvements) appliquées

Plus en détail

Chapitre 6 : Application des lois de Newton et des lois de Kepler (p. 155)

Chapitre 6 : Application des lois de Newton et des lois de Kepler (p. 155) PARTIE 2 - COMPRENDRE : LOIS ET MODÈLES Chapitre 6 : Application des lois de Newton et des lois de Kepler (p. 155) Compétences exigibles : Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en

Plus en détail

Chapitre n 3 Travail et énergie. W AB ( ) =. = F.AB.cos α

Chapitre n 3 Travail et énergie. W AB ( ) =. = F.AB.cos α Chapitre n 3 Travail et énergie I. Travail d une force constante 1. Notion de travail Le travail est une grandeur algébrique qui permet d évaluer l effet d une force sur l énergie d un objet en mouvement.

Plus en détail

APPROCHE DESCRIPTIVE DU FONCTIONNEMENT

APPROCHE DESCRIPTIVE DU FONCTIONNEMENT Chapitre M2 APPROCHE DESCRIPTIVE DU FONCTIONNEMENT D UN VÉHICULE À ROUES PROGRAMME OFFICIEL : Notions et contenus Mouvement rectiligne uniforme d un véhicule à roues dans un référentiel galiléen en l absence

Plus en détail

Documents de Physique-Chimie M. MORIN

Documents de Physique-Chimie M. MORIN 1 Afin de décrire le mouvement d un solide, il faut : Thème : Lois et modèles Partie : Temps, mouvement et évolution. Cours 16 : Cinématique - Mouvement d un point au cours du temps. Comment décrire le

Plus en détail

La mécanique de Newton

La mécanique de Newton I. Comment décrire le mouvement d un solide? La mécanique de Newton Afin de décrire le mouvement d un solide, il faut : - choisir un système. - choisir un repère d espace et de temps (référentiel). - effectuer

Plus en détail

LE MOUVEMENT DES PLANÈTES ET DES SATELLITES

LE MOUVEMENT DES PLANÈTES ET DES SATELLITES Partie 4 L'OBSERVATION, LA CONQUÊTE ET LA COMPRÉHENSION DE L'ESPACE Chapitre 1 LE MOUVEMENT DES PLANÈTES ET DES SATELLITES sciences physiques et chimiques - Terminale S http://cedric.despax.free.fr/physique.chimie/

Plus en détail

Travail et puissance d une force

Travail et puissance d une force Travail et puissance d une force Exercice 1 : Un morceau de savon de masse m = 200g glisse sans frottement sur un plan incliné d un angle de 30 par rapport à l horizontale. Donnée : g = 9,8N. kg 1 1- Quelles

Plus en détail

TD 17 Approche énergétique du mouvement d un point matériel

TD 17 Approche énergétique du mouvement d un point matériel Mécanique I 1TPC TD 17 Approche énergétique du mouvement d un point matériel Exercice 1 Questions de cours 1. Rappeler la définition du travail et de la puissance d une force. Citer des cas de nullité

Plus en détail

FORCES ET EFFETS DES FORCES I- INTERACTIONS MÉCANIQUES ET ACTIONS MÉCANIQUES

FORCES ET EFFETS DES FORCES I- INTERACTIONS MÉCANIQUES ET ACTIONS MÉCANIQUES Dans ce chapitre, nous allons étudier quelques exemples de forces ainsi que leurs effets produits sur un système. FORCES ET EFFETS DES FORCES I- INTERACTIONS MÉCANIQUES ET ACTIONS MÉCANIQUES Avant de faire

Plus en détail

Dans un référentiel choisi, un solide est en mouvement de translation s il conserve la même orientation au cours du mouvement.

Dans un référentiel choisi, un solide est en mouvement de translation s il conserve la même orientation au cours du mouvement. NOM : Prénom : M6. Rotation d un solide On limitera notre étude à la rotation autour d un axe fixe. L étude du mouvement d un solide, lorsqu il n est plus ponctuel, ne peut plus se limiter à l application

Plus en détail

Ce noyau est constitué de deux protons et de deux neutrons. Sa charge vaut donc deux fois celle du proton : q( 2 4 He) q. 2.e

Ce noyau est constitué de deux protons et de deux neutrons. Sa charge vaut donc deux fois celle du proton : q( 2 4 He) q. 2.e Exercice 3 page 0 Le schéma de cet exercice comporte une erreur. La particule alpha étant chargée positivement, la force électrique à laquelle elle doit être soumise doit lui permettre de se mouvoir dans

Plus en détail

TD 17 Approche énergétique du mouvement d un point matériel

TD 17 Approche énergétique du mouvement d un point matériel Mécanique I 1TPC TD 17 Approche énergétique du mouvement d un point matériel Exercice 1 Energie cinétique et théorème de l énergie cinétique (cours) 1. Donner la définition de l énergie cinétique d un

Plus en détail

Énergétique / Puissance

Énergétique / Puissance Énergétique / Puissance http://www.audeladeslignes.com/ Objectifs : - Définir les frontières de l étude et les données d entrée, - Faire les hypothèses simplificatrices nécessaires et proposer un modèle

Plus en détail

Mécanique et énergie

Mécanique et énergie Université Paris 7 PCEM 1 Cours de Physique Mécanique et énergie Étienne Parizot (APC Université Paris 7) É. Parizot Physique PCEM 1 ère année page 1 Mécanique = «science du mouvement et de l équilibre

Plus en détail

Devoir n 3 de sciences physiques (2 heures)

Devoir n 3 de sciences physiques (2 heures) Lycée de Bambey erminale Sa Année: 7/8 Devoir n 3 de sciences physiques ( heures) 1 Exercice 1: Réaction entre un acide fort et une base forte (8 points) Les parties I et II sont indépendantes. Partie

Plus en détail

Energie Mécanique. Ressort tendu de flipper pouvant lancer une bille.

Energie Mécanique. Ressort tendu de flipper pouvant lancer une bille. Energie Mécanique - Energie On dit qu'un système possède de l'énergie lorsqu'il peut fournir du travail. Si ce travail consiste à déplacer ou déformer un autre système, on parle d énergie mécanique. Ci-dessous

Plus en détail

Matière : Physique Classe : SG.

Matière : Physique Classe : SG. Matière : Physique Classe : SG. Premier exercice (7pts) : étude énergétique Un jouet d'enfant est formé d'un rail placé dans un plan vertical comme indique la figure ci-dessous. La partie ABC est un trajet

Plus en détail

Chap8 : Travail et transferts énergétiques

Chap8 : Travail et transferts énergétiques 1. Travail d une force Diaporama : activité ma voiture est en panne Définition F B Le travail d une force constante dont le point d application se déplace de A vers B est égal au produit scalaire A Figure

Plus en détail

Corrigés des exercices

Corrigés des exercices Il est intéressant d insister sur la définition du vecteur accélération pour enlever l idée qu un système accélère uniquement lors de variations de la valeur de son vecteur vitesse 4 Comment énoncer la

Plus en détail

Chapitre 5 Travail & Énergie

Chapitre 5 Travail & Énergie Chapitre 5 Travail & Énergie Sidi M. Khef Département de Physique EPST Tlemcen 16 décembre 2012 I. Travail Dénition : Le travail élémentaire dw eectué par une force F sur une masse ponctuelle m pendant

Plus en détail

Chapitre 3 Travail d une force; puissance et énergie

Chapitre 3 Travail d une force; puissance et énergie hapitre 3 Travail d une force; puissance et énergie 27 3.1. Travail d une force; théorème de l énergie cinétique 3.1.1. Travail et puissance d une force Soit M un point matériel de masse m et repéré dans

Plus en détail

Bien que la notion d énergie soit omniprésente, même dans la vie de tous les jours, il s avère très difficile de la définir de façon précise.

Bien que la notion d énergie soit omniprésente, même dans la vie de tous les jours, il s avère très difficile de la définir de façon précise. Chapitre 5 Énergie mécanique 5.1 Notion d énergie 5.1.1 Définition Bien que la notion d énergie soit omniprésente, même dans la vie de tous les jours, il s avère très difficile de la définir de façon précise.

Plus en détail

2 )- Que peut-on en conclure dans chaque cas. 2

2 )- Que peut-on en conclure dans chaque cas. 2 F(N) L.M.D-ST Eercice 1 : Une particule de masse m=10 kg se déplaçant sur une trajectoire rectiligne, sans frottement, est soumise à la force F() représentée sur la figure ci-dessous. 5 0 15 10 5 (m) 0

Plus en détail

Énergie potentielle - Énergie

Énergie potentielle - Énergie MPSI - 2006/2007 - Mécanique I - Énergie potentielle - Énergie mécanique - Problèmes à un degré de liberté page 1/6 Énergie potentielle - Énergie mécanique - Problèmes à un degré de liberté Dans le chapitre

Plus en détail

1. Sur un schéma représentez la force gravitationnelle exercée par la Terre (masse M T ) sur un satellite S (masse m S ) situé à la distance r de son

1. Sur un schéma représentez la force gravitationnelle exercée par la Terre (masse M T ) sur un satellite S (masse m S ) situé à la distance r de son Physique TC 1 Correction 1. Sur un schéma représentez la force gravitationnelle exercée par la Terre (masse M T ) sur un satellite S (masse m S ) situé à la distance r de son centre. 2. Proposer une expression

Plus en détail

Énergie des systèmes mécaniques

Énergie des systèmes mécaniques MÉCANIQUE chapitre 7 Énergie des systèmes mécaniques La notion d énergie est assez délicate à définir. On constate qu il existe certaines grandeurs qui se conservent au cours des processus physiques :

Plus en détail

Cours de mécanique 2 M24-Système isolé à deux corps

Cours de mécanique 2 M24-Système isolé à deux corps Cours de mécanique M4-Système isolé à deux corps Table des matières Introduction Description et éléments cinétiques. Centre d inertie du système.... Résultante cinétique....3 Moment cinétique... 3.4 Référentiel

Plus en détail

Le solide au repos Équilibre du solide

Le solide au repos Équilibre du solide MÉCANQUE chapitre 2 Le solide au repos Équilibre du solide La statique est l étude des interactions agissant sur un système au repos, c est-à-dire qui n est animé d aucun mouvement dans le réérentiel de

Plus en détail

TP : Lois de Newton dans un champ de pesanteur uniforme

TP : Lois de Newton dans un champ de pesanteur uniforme TP : Lois de Newton dans un champ de pesanteur uniforme Connaissances préalables : Le champ de pesanteur est défini par l espace à proximité d une masse importante (comme celle de la Terre) ; il apparaît

Plus en détail

Lycée Viette TSI 1. DS h 50. Problème 01 Trajectoire d une particule

Lycée Viette TSI 1. DS h 50. Problème 01 Trajectoire d une particule DS 03 02 12 2011 1 h 50 Problème 01 Trajectoire d une particule On considère un point matériel en mouvement dans un référentiel. L équation en polaire de la trajectoire en polaire s écrit : =.. avec =.,

Plus en détail

Travail - Puissance. Travail moteur, travail résistant

Travail - Puissance. Travail moteur, travail résistant Travail - Puissance -Travail : Le «travail» est la grandeur l action d une force qui déplace son point d application. Travail moteur, travail résistant travail résistant travail moteur si la force favorise

Plus en détail

La valeur positive extrême (ou maximale) prise par l abscisse angulaire est appelée amplitude de l oscillation.

La valeur positive extrême (ou maximale) prise par l abscisse angulaire est appelée amplitude de l oscillation. Terminale S Chapitre 12 Les systèmes mécaniques oscillants. Lycée J-B Schwilgué - SELESTAT I. Exemples de systèmes oscillants. 1. L oscillateur. On appelle oscillateur (ou système oscillant) un système

Plus en détail

CAHIER DE TEXTE 1 ere S5 Physique Date Contenu du cours Pour le 5/09/2008

CAHIER DE TEXTE 1 ere S5 Physique Date Contenu du cours Pour le 5/09/2008 CAHIER DE TEXTE 1 ere S5 Physique Date Contenu du cours Pour le 5/09/2008 9/09/2008 TP cours (2h) Chapitre P1 : Les phénomènes d électrisation Intro : Les Grecs et l ambre jaune I) Mise en évidence du

Plus en détail

CHAINE DE CONVERSION ÉLECTROMÉCANIQUE

CHAINE DE CONVERSION ÉLECTROMÉCANIQUE CHAINE DE CONVERSION ÉLECTROMÉCANIQUE I Energie d un système isolé II Transfert et conversion d énergie III Moteur à combustion interne IV La voiture électrique I Energie d un système isolé L énergie,

Plus en détail

8. PHÉNOMÈNES D INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE Circuit déformable dans un champ d induction magnétique uniforme et constant

8. PHÉNOMÈNES D INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE Circuit déformable dans un champ d induction magnétique uniforme et constant 8. PHÉNOMÈNES D INDUTION ÉLETROMAGNÉTIQUE 8.1 Observations expérimentales 8.1.1 ircuit déformable dans un champ d induction magnétique uniforme et constant On considère l expérience décrite au paragraphe

Plus en détail

Objectifs d apprentissage du chapitre 1 Physique et mécaniques, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur

Objectifs d apprentissage du chapitre 1 Physique et mécaniques, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur Objectifs d apprentissage du chapitre 1 Physique et mécaniques, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur Principes de la démarche scientifique Cadre d étude de la physique Définition des mécaniques

Plus en détail

POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux. -Section Audioprothésiste- prépa intensive

POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux. -Section Audioprothésiste- prépa intensive POLY-PREPAS Centre de Préparation aux Concours Paramédicaux -Section Audioprothésiste- prépa intensive 1 Chapitre 1 : Cinématique - Vitesses I. Vecteur-vitesse d un point d un solide : a) Vitesse linéaire

Plus en détail

Cours n 4 : La chute

Cours n 4 : La chute Cours n 4 : La chute 1) Le champ de pesanteur terrestre Il est possible de caractériser en tout point de l espace la capacité d attraction de la terre sur un objet par la définition de la notion de champ

Plus en détail

Chapitre 2 : Introduction à la mécanique du point

Chapitre 2 : Introduction à la mécanique du point UNIVERSITE DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE LILLE U.F.R. de Mathématiques Pures et Appliquées Département de Mécanique Chapitre 2 : Introduction à la mécanique du point Introduction : la mécanique classique

Plus en détail

Chap.1 Cinématique du point matériel

Chap.1 Cinématique du point matériel Chap.1 Cinématique du point matériel 1. Point matériel et relativité du mouvement 1.1. Notion de point matériel 1.2. Relativité du mouvement - Notion de référentiel 1.3. Trajectoire dans un référentiel

Plus en détail

Lois de conservation

Lois de conservation Lois de conservation Résumé Les lois de la mécanique sont basées sur des principes simples et intuitifs : la conservation de l énergie, de la quantité de mouvement et du moment cinétique. Le but de cette

Plus en détail

Professeur : Mohamed lemine ould Hasnat

Professeur : Mohamed lemine ould Hasnat Énoncé de l exercice 1 On étudie le mouvement d un solide ponctuel S dans le référentiel terrestre supposé galiléen. Ce solide, de masse m, est initialement au repos en A. On le lance sur la piste ACD,

Plus en détail

RAPPEL DE QUELQUES UNITÉS DE MESURE ET DE FORMULES MATHÉMATIQUES

RAPPEL DE QUELQUES UNITÉS DE MESURE ET DE FORMULES MATHÉMATIQUES RAPPEL DE QUELQUES UNITÉS DE MESURE ET DE FORMULES MATHÉMATIQUES Quelques unités de mesure Grandeur Symbole Unité de mesure Symbole de l unité de mesure Quelques correspondances Accélération a Mètre par

Plus en détail

Ch. V DYNAMIQUE DU SOLIDE

Ch. V DYNAMIQUE DU SOLIDE Ch. V DYNAMQUE DU SOLDE Dynamique : Etude d un mouvement en tenant compte des causes qui le produisent.. Actions mécaniques Action mécanique : toute cause (force, moment) capable de provoquer le mouvement

Plus en détail

T.P.n 16: L'énergie en mécanique

T.P.n 16: L'énergie en mécanique T.P.n 16: L'énergie en mécanique 1. Vitesse moyenne et vitesse instantanée d un point mobile M : La trajectoire d un point mobile M est l ensemble des positions successives occupées par ce point au cours

Plus en détail

MECANIQUE. Secondaire (S, STI, STL)

MECANIQUE. Secondaire (S, STI, STL) MECANIQUE Secondaire (S, STI, STL) Quelques définitions Cinématique : partie de la mécanique qui étudie les mouvements des solides sans se préoccuper de leurs causes, les forces. Système : constitué par

Plus en détail

Oscillations forcées en mécanique

Oscillations forcées en mécanique Oscillations forcées en mécanique I. Oscillateur amorti soumis à une excitation Lorsque l'oscillateur ( amorti par frottement fluide ) est soumis à une force excitatrice () son équation différentielle

Plus en détail

PHYSIQUE GENERALE I - Exercices Exercice I. Half-pipe

PHYSIQUE GENERALE I - Exercices Exercice I. Half-pipe PHYSIQUE GENERALE I - Exercices 30.01.2004 Exercice I. Half-pipe Un patineur de masse 70 kg se lance sur un half-pipe de forme circulaire, la hauteur de ce dernier étant de 3 m et sa largeur de 5 m (voir

Plus en détail

1. DYNAMIQUE DU POINT MATÉRIEL

1. DYNAMIQUE DU POINT MATÉRIEL . DYNAMIQUE DU PINT MATÉRIEL.. Grandeurs cinétiques fondamentales Pour un point matériel M, de masse m, animéd une vitesse v par rapport à un référentiel R donné, on définit les grandeurs cinétiques suivantes

Plus en détail

1 Exercices d introduction

1 Exercices d introduction TD 4 : Mouvement accéléré 1 Exercices d introduction Exercice 1 Evolution de la population mondiale Année (1er janvier) 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2013 Population (10 9 ) 0,500 0,560 0,640 0,900 1,650

Plus en détail

Chapitre 10 : Mouvement de chute verticale d un solide

Chapitre 10 : Mouvement de chute verticale d un solide (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) Chapitre 10 : Mouvement de chute verticale d un solide Connaissances et savoir-faire exigibles : Définir un champ de pesanteur uniforme. Connaître les caractéristiques

Plus en détail

Exercice 1: Exercice2:

Exercice 1: Exercice2: Exercice 1: Un corps de masse m 1 = 3,2 kg se déplace vers l ouest à la vitesse de 6,0 m/s. Un autre corps différent, de masse m 2 = 1,6 kg, se déplace vers le nord à la vitesse de 5,0 m/s. Les deux corps

Plus en détail

CHAPITRE I Oscillations libres non amorties Système à un degré de liberté CHAPITRE I

CHAPITRE I Oscillations libres non amorties Système à un degré de liberté CHAPITRE I Page1 CHAPITRE I Oscillations libres non amorties : Système à un degré de liberté I.1 Généralités sur les vibrations I.1.1 Mouvement périodique : Définition : C est un mouvement qui se répète à intervalles

Plus en détail

Fiche de Cours. mouvement d un objet (ou une partie de l objet).

Fiche de Cours. mouvement d un objet (ou une partie de l objet). Sciences Physiques 2 nde S.ZAYYANI Fiche de Cours Unité : Mécanique Chapitre: 2 - Forces et le principe d inertie Forces DEFINITION : Une force est une action mécanique capable de modifier et le mouvement

Plus en détail

Ch.3 Potentiel Électrique

Ch.3 Potentiel Électrique Ch.3 Potentiel Électrique CUT-IST 07.04.2010 K.Demmouche (cours 3 E&M) Une particule chargée placée dans un champ électrique est soumise à la force selon la loi de Coulomb. Dans le cas d un champ uniforme

Plus en détail

Exercices de dynamique

Exercices de dynamique Exercices de dynamique Exercice 1 : 1) Une automobile assimilable à un solide de masse m=1200 kg, gravite une route rectiligne de pente 10 % (la route s élève de 10 m pour un parcours de 100m) à la vitesse

Plus en détail

Essai de résolution d exercice en parcours pédagogique aménagé

Essai de résolution d exercice en parcours pédagogique aménagé Essai de résolution d exercice en parcours pédagogique aménagé Il est demandé l expression des valeurs littérales avant tout calcul numérique. Les notations du texte doivent être scrupuleusement respectées.

Plus en détail

L'oscillateur "pendule simple"

L'oscillateur pendule simple Outils du physicien Outils du logiciel Notions de physique Les Outils du Physicien Aide du logiciel IP Notions de Physique L'oscillateur "pendule simple" L'objectif de cette étude est la détermination

Plus en détail

Chapitre 9 : Les forces

Chapitre 9 : Les forces Chapitre 9 : Les forces 1. Les actions mécaniques 1.1. Définition En mécanique, lorsqu un objet agit sur un autre objet, on parle d action mécanique. L objet qui agit est appelé le donneur, celui qui reçoit

Plus en détail

Kaplas : des chutes édifiantes

Kaplas : des chutes édifiantes Kaplas : des chutes édifiantes Auteurs : COUZIER Juliette - GOURRIN Arthur COUSTURIAN Louis Encadrés par : Monsieur Ducassou et Monsieur Torrens Lycée Bertran de Born, Périgueux ANNEXES 1. COEFFICIENT

Plus en détail

Cours de mécanique. M13-Oscillateurs

Cours de mécanique. M13-Oscillateurs Cours de mécanique M13-Oscillateurs 1 Introduction Nous étudierons dans ce chapitre en premier lieu l oscillateur harmonique solide-ressort horizontale, nous introduirons donc la force de rappel du ressort

Plus en détail

1 Définitions : Dynamique de translation : Dynamique de rotation :

1 Définitions : Dynamique de translation : Dynamique de rotation : M 2 Dynamique Bac pro - Faire l inventaire des forces agissant sur un système - Appliquer la relation fondamentale de la dynamique à un solide en translation, à un solide en rotation. - Calculer un moment

Plus en détail

F = 6 j.f est exprimée en newton. G est déplacé successivement de A à B, puis de B à C enfin de Cà D. Labo PC

F = 6 j.f est exprimée en newton. G est déplacé successivement de A à B, puis de B à C enfin de Cà D. Labo PC SERIE 1 : TRAVAIL ET PUISSANCE EXERCICE 1 : CONNAISSANCES DU COURS Répondre par vrai ou faux 1 ) Le travail d une force est une grandeur vectorielle. 2 ) Le travail d une force est un scalaire 3 ) Le travail

Plus en détail

Chapitre 1. La Cinématique

Chapitre 1. La Cinématique Chapitre 1. La Cinématique La cinématique étudie le mouvement des corps sans se soucier des causes qui l ont produit (c est à dire des forces responsables de la mise en mouvement). 1.1. Référentiel d étude

Plus en détail

1 ere S Corrigé du DS n 2 de Sciences Physiques 02/12/08. C A R Co

1 ere S Corrigé du DS n 2 de Sciences Physiques 02/12/08. C A R Co ere S Corrigé du DS n de Sciences Physiques 0//08 Exercice n : Chasse au trésor I) Questions préliminaires : I-) Définition d'une référentiel : Un référentiel est un corps solide que l'on choisit comme

Plus en détail

Mécanique des solides

Mécanique des solides Mécanique des solides Equilibre d un solide soumis à 2 forces Auteur : Mme RASOLOARIMANA Vololoniarivo, professeur de sciences physiques au collège RASALAMA- Antananarivo Remarque : les lettres en caractère

Plus en détail

Deuxième loi de Newton

Deuxième loi de Newton Deuxième loi de Newton Durée de chute Une petite bille est lâchée sans vitesse initiale d une terrasse surélevée de 3,2m au-dessus du sol. On néglige les frottements s exerçant sur cette bille au cours

Plus en détail

1. CINEMATIQUE cours

1. CINEMATIQUE cours 1. CINEMATIQUE cours 0. Introduction La cinématique étudie la description du mouvement des objets mais sans traiter les causes qui font déplacer ces objets. Les notions qui seront abordées au cours de

Plus en détail

& Introduction à la Mécanique classique. L1 Semestre 1 Année universitaire

& Introduction à la Mécanique classique. L1 Semestre 1 Année universitaire Généralités en Physique & Introduction à la Mécanique classique L1 Semestre 1 Année universitaire 2014-2015 Professeur Marie-Pierre Gaigeot LAMBE Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et

Plus en détail

Le dipôle électrostatique

Le dipôle électrostatique Cours d électromagnétisme 1 Définition, potentiel et champ créés 1.1 Définition du dipôle électrostatique On appelle dipôle électrostatique le système constitué de deux charges ponctuelles opposées et

Plus en détail

THEOREME DE L'ENERGIE CINETIQUE

THEOREME DE L'ENERGIE CINETIQUE THEOREME DE L'ENERGIE CINETIQUE I MOUVEMENT DE TRANSLATION : LA CHUTE LIBRE 1 Expérience et référentiel L'origine des temps(t = 0) se situe lorsque la bille quitte l'électro-aimant et l'origine des abscisses

Plus en détail

COMPRENDRE Lois et modèles Ch5. Cinématique et dynamique newtonienne TP type ECE. TP Quantité de mouvement Corrigé

COMPRENDRE Lois et modèles Ch5. Cinématique et dynamique newtonienne TP type ECE. TP Quantité de mouvement Corrigé TP Quantité de mouvement Corrigé /30 Objectifs du TP : Construire un vecteur quantité de mouvement Retrouver la conservation du vecteur quantité de mouvement pour un système isolé ou pseudo-isolé. I. Conservation

Plus en détail

SCIENCES DE L INGENIEUR

SCIENCES DE L INGENIEUR SCIENCES DE L INENIEUR Modéliser et représenter le réel Dnamique Fiche cours FC.0 ) Introduction : La dnamique est la partie de la mécanique qui traite des mouvements en relation avec les forces qui les

Plus en détail

MOUVEMENTS PLANS DANS UN CHAMP DE PESANTEUR OU ELECTROSTATIQUE UNIFORME

MOUVEMENTS PLANS DANS UN CHAMP DE PESANTEUR OU ELECTROSTATIQUE UNIFORME , Chapitre 6 Terminale S MOUVEMENTS PLANS DANS UN CHAMP DE PESANTEUR OU ELECTROSTATIQUE UNIFORME I - MOUVEMENTS DANS UN CHAMP DE PESANTEUR UNIFORME Considérons un solide S soumis à une impulsion initiale,

Plus en détail

S14 - Oscillateurs mécaniques amortis. Signaux physiques. Chapitre 14 : Oscillateurs mécaniques amortis

S14 - Oscillateurs mécaniques amortis. Signaux physiques. Chapitre 14 : Oscillateurs mécaniques amortis Signaux physiques Chapitre 14 : Oscillateurs mécaniques amortis Sommaire 1 Etude du régime libre de l oscillateur harmonique amorti 1 1.1 Définition d un OH amorti...........................................

Plus en détail

(Moment cinétique) Étude de la chute d une tartine

(Moment cinétique) Étude de la chute d une tartine Problème de mécanique (Moment cinétique) Étude de la chute d une tartine (Auteur : Arne Keller) Le matin de bonne heure, le café est en train de se faire et vous beurrez votre première tartine que vous

Plus en détail

EXAMEN SUISSE DE MATURITE : SESSION D'ETE Physique en discipline fondamentale

EXAMEN SUISSE DE MATURITE : SESSION D'ETE Physique en discipline fondamentale Examen suisse de maturité / Session d'été 2012 page 1/6 EXAMEN SUISSE DE MATURITE : SESSION D'ETE 2012 Durée : 80 minutes Nom :. Prénom : Numéro : L épreuve comporte 33 points pour le fond et 2 points

Plus en détail

LYCEE GALANDOU DIOUF Année scolaire 05 / 06 Classe 1 er S2 ENERGIE POTENTIELLE- ENERGIE MECANIQUE

LYCEE GALANDOU DIOUF Année scolaire 05 / 06 Classe 1 er S2 ENERGIE POTENTIELLE- ENERGIE MECANIQUE LYEE GLNDOU DIOUF nnée scolaire 05 / 06 lasse 1 er S2 ellule de Sciences Physiques Série P 3 : Exercice 1 ENERGIE POTENTIELLE- ENERGIE MENIQUE Un solide de masse m = 800g glisse sans frottement sur la

Plus en détail

Feuille d exercices n 19 : Mouvements de rotation et théorème du moment cinétique

Feuille d exercices n 19 : Mouvements de rotation et théorème du moment cinétique Feuille d exercices n 19 : Mouvements de rotation et théorème du moment cinétique Exercice 1 : Chute d un arbre : On assimile un arbre à une tige longue et homogène de longueur L et de masse m. On le scie

Plus en détail

3. Le vecteur somme vectorielle des forces et colinéaire au vecteur variation de vitesse.

3. Le vecteur somme vectorielle des forces et colinéaire au vecteur variation de vitesse. Exercice 1 : Approche de la seconde loi de Newton On enregistre, à intervalles de temps réguliers τ = 20 ms, les positions successives da centre d'un palet autoporteur sur une table horizontale. L'enregistrement

Plus en détail

La pratique du sport. Séquence n 1 : Observation et analyse des mouvements

La pratique du sport. Séquence n 1 : Observation et analyse des mouvements La pratique du sport Séquence n 1 : Observation et analyse des mouvements La chronophotographie est le terme historique qui désigne une technique photographique qui permet de prendre une succession de

Plus en détail

Exercices et Problèmes de renforcement en Mécanique

Exercices et Problèmes de renforcement en Mécanique Exercices et Problèmes de renforcement en Mécanique I Un ressort de raideur k = 9 N/m et de longueur à vide L = 4 cm, fixé par une de ces deux extrémités en un point O, d un plan, incliné de 3 sur l horizontal,

Plus en détail

Principe fondamental de la dynamique 1

Principe fondamental de la dynamique 1 Principe Fondamental de la Dynamique Principe fondamental de la dynamique 1 UN PEU D Au XVIIe siècle, Galilée énonce un principe simple: Tour corps possède une certaine inertie qui l oblige à conserver

Plus en détail

7. EXERCICES III. Electricité

7. EXERCICES III. Electricité 7. EXERCICES III. Electricité 7 Exercices 1. A quels endroits marqués des circuits suivants peut-on insérer l interrupteur pour allumer ou éteindre les deux lampes simultanément? Justifie ta réponse. L

Plus en détail

M9 DYNAMIQUE DANS UN

M9 DYNAMIQUE DANS UN OBJECTIFS M9 DYNAMIQUE DANS UN ÉFÉENTIEL NON GALILÉEN «Enfermez-vous avec un ami dans la cabine principale à l intérieur d un grand bateau et prenez avec vous des mouches, des papillons, et d autres petits

Plus en détail

Oscillateurs mécaniques

Oscillateurs mécaniques Oscillateurs mécaniques I. Mouvement Harmonique Simple (MHS) + + =. Projection sur [ ) : = + = Equation différentielle régissant le mouvement du dispositif {solide-ressort} Les solutions sont de la forme

Plus en détail

EXAMEN #3. PHYSIQUE MÉCANIQUE 40% de la note finale. Nom : Hiver Chaque question à choix multiples vaut 2 points

EXAMEN #3. PHYSIQUE MÉCANIQUE 40% de la note finale. Nom : Hiver Chaque question à choix multiples vaut 2 points EXAMEN #3 PHYSIQUE MÉCANIQUE 40% de la note finale Hiver 2013 Nom : Chaque question à choix multiples vaut 2 points 1. Les trois graphiques suivants montrent la force exercée sur trois particules identiques.

Plus en détail