Que traduit le travail d'une force ?
Le travail d'une force traduit l'énergie que la force transfère à un système au cours de son mouvement.
Quelle est la formule permettant d'exprimer le travail d'une force constante ?
Le travail W d'une force \overrightarrow{F} constante, s'appliquant en un point parcourant une distance \overrightarrow{AB} est donné par la relation suivante :
W_{AB}\left( \overrightarrow{F} \right)=\overrightarrow{F}\cdot \overrightarrow{AB}
Avec :
- W_{AB}\left( \overrightarrow{F} \right) le travail de la force \overrightarrow{F} (en joules, notés J)
- \overrightarrow{F} la force appliquée sur le système (dont la norme s'exprime en N)
- \overrightarrow{AB} le vecteur déplacement du point d'application de \overrightarrow{F} (dont la norme s'exprime en m)
Comment reconnaît-on un travail moteur ?
Un travail moteur est un travail de valeur positive.
Comment reconnaît-on un travail résistant ?
Un travail résistant est un travail de valeur négative.
Qu'est-ce qui caractérise une force conservative ?
Une force conservative est caractérisée par le fait que son travail ne dépend pas du chemin suivi par son point d'application.
Qu'est-ce que l'énergie potentielle ?
L'énergie potentielle, notée E_p, est une énergie dont dérive une force conservative.
Quelle relation lie la variation d'énergie potentielle et le travail d'une force ?
La variation d'énergie potentielle, notée \Delta E_p, d'un système entre deux points A et B est liée au travail de la force \overrightarrow{F} par la relation suivante :
\Delta_{AB} E_p=-W_{AB}\left( \overrightarrow{F} \right)
Quelle est l'expression du travail du poids ?
Le travail du poids est défini par la relation suivante :
W_{AB}\left( \overrightarrow{P} \right)=m\cdot g\cdot \left( z_A-z_B \right)
Avec :
- W_{AB}\left( \overrightarrow{P} \right) le travail du poids (en J)
- m la masse du système (en kg)
- g la valeur de l'accélération de la pesanteur (9,81 en m.kg-1.s-2)
Quelle est l'expression du travail de la force électrique (ou force de Coulomb) ?
Le travail de la force électrique est défini par la relation suivante :
W_{AB}\left( \overrightarrow{F_e} \right)=q\cdot \left( V_A-V_B \right)=q\cdot U_{AB}
Avec :
- W_{AB}\left( \overrightarrow{F_e} \right) le travail de la force de Coulomb (en J)
- q la charge électrique (en C)
- V_A le potentiel électrique du point A (en volt V)
- V_B le potentiel électrique du point B (en volt V)
- U_{AB} la différence de potentiel (ou tension) entre le point A et le point B (en volt V)
Quels sont les deux différents types de frottements ?
Les frottements sont de deux types :
- Des frottements fluides si le milieu extérieur est un liquide ou un gaz.
- Des frottements solides si le système est en contact avec un solide.
Quelle est l'expression du travail d'une force de frottements dont la norme est constante lors d'un mouvement rectiligne ?
Le travail d'une force de frottements \overrightarrow{F_f} dont la norme est constante lors d'un mouvement rectiligne est défini par la relation suivante :
W_{AB}\left( \overrightarrow{F_f} \right)=-F_f\cdot AB
Avec :
- W_{AB}\left( \overrightarrow{F_f} \right) le travail de la force de frottement (en J)
- F_f la valeur de la force de frottements (en N)
- AB la distance parcourue par le point d'application (en m)
Quelles sont les deux caractéristiques que possède le vecteur modélisant les forces de frottements vis-à-vis du vecteur vitesse ?
Les caractéristiques que possède le vecteur modélisant les forces de frottements vis-à-vis du vecteur vitesse sont sa direction, identique à celle du vecteur vitesse, et son sens, opposé à celui du vecteur vitesse.
Quelle est l'expression de l'énergie cinétique ?
L'énergie cinétique est définie par la relation suivante :
E_C\left(t\right)=\dfrac{1}{2}\cdot m\cdot \left(\overrightarrow{v}\left(t\right)\right)^2
Avec :
- E_c\left(t\right) l'énergie cinétique du système à l'instant t (en J)
- m la masse du système (en kg)
- \overrightarrow{v}\left(t\right) la vitesse du système à l'instant t (dont la norme est en m.s-1)
Quelle est l'expression de l'énergie mécanique ?
L'énergie mécanique d'un système est la somme de son énergie potentielle et de son énergie cinétique :
E_m\left(t\right)=E_p\left(t\right)+E_c\left(t\right)
Avec :
- E_m\left(t\right) l'énergie mécanique du système à l'instant t (en J)
- E_p\left(t\right) l'énergie potentielle du système à l'instant t (en J)
- E_c\left(t\right) l'énergie cinétique du système à l'instant t (en J)
Quel est le théorème de l'énergie mécanique ?
Au cours d'un mouvement entre un point A et un point B, la variation d'énergie mécanique d'un système est égale au travail des forces de frottements ce que traduit l'égalité suivante :
\Delta_{AB}E_m=W_{AB}\left( \overrightarrow{F_f} \right)
Avec :
- \Delta_{AB}E_m la variation d'énergie mécanique entre les positions A et B du système (en J)
- W_{AB}\left( \overrightarrow{F_f} \right) le travail des forces de frottements entre les positions A et B du système (en J)
Qu'est-ce qu'un oscillateur mécanique libre ?
Un oscillateur mécanique libre est un système possédant un mouvement périodique dû à des oscillations autour d'une position d'équilibre qui se font sans intervention extérieure.
Que se passe-t-il pour l'énergie lors de la mise en oscillations d'un oscillateur ?
Lors de la mise en oscillations d'un oscillateur, l'énergie potentielle est convertie en énergie cinétique et inversement.
En l'absence de frottements, comment qualifier le régime d'oscillations du système et son énergie mécanique ?
En l'absence de frottements, le système est en régime d'oscillations périodiques et l'énergie mécanique est conservée.
En présence de frottements faibles, comment qualifier le régime d'oscillations du système et son énergie mécanique ?
En présence de frottements faibles, le système est en régime d'oscillations pseudo-périodique et l'énergie mécanique se dissipe.
En présence de frottements forts, comment qualifier le régime d'oscillations du système et son énergie mécanique ?
En présence de frottements forts, le système est en régime d'oscillations apériodique et l'énergie mécanique se dissipe fortement.