L'énergie cinétique
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• calculer le travail d'une force constante ;
• calculer l'énergie cinétique d'un point matériel et d'un solide en translation ;
• calculer l'énergie cinétique d'un solide en rotation autour d'un axe fixe.
Situation
Pourquoi les distances de sécurité sur la route dépendent-elles du type de véhicule et de sa vitesse ? Un camion lancé ou un train qui ne freine pas assez à temps (comme à la gare Montparnasse en 1895) emportent une énergie considérable.
1. Rappels : énergie cinétique et travail
Le bélier qui enfonçait les portes des forteresses, le vent qui fait tourner une éolienne, le marteau qui enfonce un clou : un corps en mouvement possède une énergie, l'énergie cinétique. Les dégâts d'un accident montrent qu'elle augmente avec la masse et avec la vitesse.
Travail d'une force constante F→ dont le point d'application se déplace de A à B :
- α < 90° : travail moteur (W > 0) ; α > 90° : travail résistant (W < 0) ; force perpendiculaire au déplacement : W = 0.
- Travail du poids (axe vertical orienté vers le bas) : W(P→) = m g(zB - zA), indépendant du chemin suivi.
2. Énergie cinétique en translation
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