Physique mécanique

Thème : Mouvement et interactions 1 : 

Décrire un mouvement

Chapitre 4  Aspect énergétique dans un champ uniforme

I – Théorème de l’énergie cinétique ΔEC.

Lors d’un déplacement d’un système, de masse m et de charge q, d’un point A à un point B, la variation de l’énergie cinétique ΔEC (AB) = EC(B) – EC(A) est égale à la somme des travaux des forces s’exerçant sur le système [pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

  -  Dans le cas d’un mouvement dans le champ de pesanteur , la seule force étant le poids P :[pic 4]

ΔEC (A→B) = m⋅g⋅(zA − zB)

  -  Dans le cas d’une particule accélérée par un champ électrique , la seule force s’exerçant étant la force électrique : [pic 5][pic 6]

Le travail de la force électrique est   (car )[pic 7][pic 8]

La variation de l’énergie cinétique est donc ΔEC(A→B)= q⋅UAB   

II – Energie mécanique Em.

L’énergie mécanique EM (J) d’un système est la somme de l’énergie cinétique EC (J) du système et de l’énergie potentiel EP (J) du système.

EM (J) = EC (J) + EP (J)

L’énergie potentiel pour le poids est EP = m.g.z

L’énergie potentiel pour la force électrique est EP = q.V

Donc la variation de l’énergie mécanique EM (J) d’un système est la somme de la variation de l’énergie cinétique EC (J) du système et de la variation de l’énergie potentiel EP (J) du système.

ΔEM (J) = ΔEC (J) + ΔEP (J)

On en déduit le théorème de l’énergie mécanique :

La variation de l’énergie mécanique du système est égale à la somme des travaux des forces non-conservatives qu’il subit :[pic 9]

[pic 10]

Donc soit il n’y a que des forces conservatives, il y a alors conservation de l’énergie mécanique :

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