📘 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) : $\Delta E_c = E_{c,B} - E_{c,A} = \sum W_{AB}(\vec{F}_{ext})$. Avec $E_c = \frac{1}{2}mv^2$.
- Énergie potentielle de pesanteur (Epp) : $E_{pp} = mgz + C$. On choisit souvent $C=0$ au sol ($z=0$).
- Énergie mécanique (Em) : $E_m = E_c + E_{pp}$.
- Variation de l'énergie mécanique : $\Delta E_m = \sum W_{AB}(\vec{F}_{non-conservative})$. Si seules les forces conservatives agissent, $\Delta E_m = 0$.
Méthodes à maîtriser
- Bilan des forces : Identifier toutes les forces appliquées au système.
- Choix du niveau de référence : Fixer $z=0$ pour l'Epp avant tout calcul.
- Application du TEC : Très utile pour calculer une vitesse ou une force de frottement.
- Calcul de $\Delta E_m$ : Toujours vérifier si le travail des forces de frottement est nul ou non.
Exemples corrigés
- Calcul de travail : Un bloc de masse $m=2kg$ se déplace sur un plan horizontal de $d=5m$ avec une force $F=10N$ faisant un angle $\alpha=60^\circ$. $W = 10 \times 5 \times \cos(60^\circ) = 25 J$.
- Variation Em : Si un solide descend sans frottement, $\Delta E_m = 0$, donc $E_{m,A} = E_{m,B}$.
Erreurs fréquentes
- Oublier le signe de $\cos(\alpha)$ (travail résistant si $\alpha > 90^\circ$).
- Confondre $E_c$ et $E_m$.
- Oublier la constante $C$ dans l'expression de l'Epp si le niveau de référence n'est pas au sol.