📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Travail d'une force constante : $W_{AB}(\vec{F}) = \vec{F} \cdot \vec{AB} = F \cdot AB \cdot \cos(\alpha)$.
- Théorème de l'énergie cinétique (TEC) : La variation de l'énergie cinétique est égale à la somme des travaux des forces appliquées : $\Delta E_c = E_c(B) - E_c(A) = \sum W_{AB}(\vec{F}_{ext})$.
- Énergie potentielle de pesanteur (Epp) : $E_{pp} = m \cdot g \cdot z + C$. On choisit $C=0$ au sol ($z=0$).
- Énergie mécanique (Em) : $E_m = E_c + E_{pp}$.
- Conservation de l'énergie : Si le système n'est soumis qu'à des forces conservatives, $E_m = \text{constante}$. Sinon, $\Delta E_m = \sum W_{AB}(\vec{F}_{non-cons})$.
Méthodes à maîtriser
- Bilan des forces : Toujours identifier toutes les forces (Poids, Réaction, Frottements, Forces motrices).
- Choix du référentiel et de l'origine : Fixer l'axe $Oz$ vers le haut et choisir le niveau de référence pour $E_{pp}$.
- Application du TEC : Très utile pour trouver une vitesse ou une distance.
- Calcul de $\Delta E_m$ : Identifier les forces non conservatives (souvent les frottements) pour calculer la perte d'énergie.
Exemples corrigés
- Chute libre : Un objet tombe sans frottements. $\Delta E_m = 0$, donc $E_m(A) = E_m(B)$.
- Plan incliné avec frottements : Le travail des frottements $W_{AB}(\vec{f}) = -f \cdot AB$. On utilise $\Delta E_m = W_{AB}(\vec{f})$.
Erreurs fréquentes
- Oublier le signe $(-)$ dans le travail des forces résistantes (frottements).
- Confondre $E_c = \frac{1}{2}mv^2$ avec $p = mv$.
- Ne pas préciser le niveau de référence pour $E_{pp}$.