Travail et puissance d’une force

Travail et puissance d’une force

Notion de force ”constante”

Définition : ­ Une force est dite constante si elle garde la même direction, le même sens et la même intensité tout au long de l’étude. Seul le point d’application du mobile soumis `a cette force se déplace.

­ Le travail d’une force constante est indépendant du chemin parcouru.

Exemple : Le poids d’un solide dont la masse m reste constante a la même direction (verticale), même sens (vers le bas) et même valeur (P = mg).

Travail d’une force constante Une force constante signifie qu’elle garde la même direction, le même sens et la même intensité. Seul le point d’application du mobile soumis `a cette force se déplace.

Définition : L’expression du travail d’une force constante F sur un déplacement rectiligne AB (notée WABÔ FÕ) est donnée par la formule :

WABÔ FÕ F . AB F ¢ AB¢ cos α

­ WABÔ FÕ : travail de la force F en joule (J)

­ F : intensité de la force (N) ­ AB : distance de déplacement (m) ­ α : angle entre le vecteur F et le vecteur AB en degrés

Remarque : Le travail peut être positif, négatif ou nul.

Le travail d’une force constante est indépendant du chemin parcouru. Exemple : Une voiture parcourt une distance AB, puis BC, puis CD. La somme des travaux d’une force sur les 3 distances AB, BC et CD est égal au travail de cette même force sur la distance AD.

Travail moteur, travail résistant, travail nul Un travail est moteur si 0o α 90o Un travail est résistant si 90o α 180o Un travail est nul si α 90o ou si AB 0

Fiche issue de http://www.ilephysique.net 1

Un voiture circule d’un point A `a un point B.

­ Le poids et la réaction du support forment un angle de 90åvec le segment AB. Le travail du poids et de la réaction du support sont nuls.

­ La force F forme un angle de 0 åvec AB.

Le travail de la force F est moteur.

­ La force f forme un angle de 180 åvec AB.

Le travail de la force f est résistant.

Travail du poids Le travail du poids peut être calculé a partir de la formule du travail d’une force. WABÔ FÕ F . AB F ¢ AB¢ cosα

Prenons AB AC CB tel que CB soit perpendiculaire `a P WABÔ PÕ P . AB P . AC P . CB Or, P . CB 0 Donc WABÔ PÕ P . AB P . AC WABÔ PÕ P ¢ AC ¢ cosÔ P , ACÕ Or, si cosÔ P , ACÕ 1 WABÔ PÕ P ¢ AC AC altitude de aÔzaÕ ¡ altitude de cÔzbÕ

Travail du poids : WABÔ PÕ PÔza¡ zbÕ ­ WABÔ PÕ : travail du poids (J) ­ P : poids (N) ­ za : altitude de départ (m) ­ zb : altitude d’arrivée (m) Attention : La formule est altitude de départ moins altitude d’arrivée et jamais altitude d’arrivée moins altitude de départ.

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