📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Énergie cinétique ($E_c$) : Pour un solide en translation : $E_c = \frac{1}{2}mv^2$. Pour un solide en rotation autour d'un axe fixe : $E_c = \frac{1}{2}J_\Delta \omega^2$.
- Travail d'une force ($W$) : $W_{A \to B}(\vec{F}) = \int_A^B \vec{F} \cdot d\vec{M}$. Si $\vec{F}$ est constante : $W = \vec{F} \cdot \vec{AB}$.
- Théorème de l'énergie cinétique (TEC) : La variation de l'énergie cinétique est égale à la somme des travaux des forces appliquées : $\Delta E_c = \sum W(\vec{F}_{ext})$.
- Énergie mécanique ($E_m$) : $E_m = E_c + E_p$. Si les forces sont conservatives, $E_m = \text{constante}$.
Méthodes à maîtriser
- Bilan des forces : Identifier toutes les forces agissant sur le système.
- Choix du référentiel : Toujours préciser le référentiel (généralement terrestre).
- Calcul du travail : Vérifier si la force est motrice ($W > 0$), résistante ($W < 0$) ou nulle ($W = 0$).
- Application du TEC : Appliquer $\Delta E_c = \sum W$ pour trouver une vitesse ou une force.
Exemples corrigés
- Calcul de $E_c$ : Un solide de masse $m=2kg$ tourne à $\omega = 10 rad/s$ avec $J_\Delta = 0.5 kg.m^2$. $E_c = 0.5 \times 0.5 \times 10^2 = 25 J$.
- Travail du poids : $W = mg(z_A - z_B)$. Si le solide descend, $W > 0$.
Erreurs fréquentes
- Oublier le signe du travail (ex: poids lors d'une montée).
- Confondre $v$ (vitesse linéaire) et $\omega$ (vitesse angulaire).
- Oublier d'ajouter l'énergie potentielle dans le bilan énergétique global.