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Travail et puissance d'une force

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 à cette force se déplace.

Le travail d'une force constante est indépendante du chemin parcouru.
Une voiture parcours 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.

L'expression du travail d'une force constante sur un déplacement rectiligne AB (noté ) est donné par la formule :




Le travail peut être positif, négatif ou nul.

Travail moteur, travail résistant, travail nul

Un travail est moteur si
Un travail est résistant si
Un travail est nul si ou si
Un voiture circule d'un point A à un point B.

- Le poids et la réaction du support forment un angle de 90° avec le segment AB.
Le travail du poids et de la réaction du support sont nuls.
- La force forme un angle de 0° avec AB.
Le travail de la force est moteur.
- La force forme un angle de 180° avec AB.
Le travail de la force est résistant.

Travail du poids

Le travail du poids peut être calculé a partir de la formule du travail d'une force.

Prenons AB = AC+CB tel que CB soit perpendiculaire à


Or,

Donc



Or, si




Travail du poids :

Attention : La formule est altitude de départ moins altitude d'arrivée et jamais altitude d'arrivée moins altitude de départ.
Application :
On prendra la piscine comme origine des altitudes.
Un plongeur de masse m=50kg saute d'un plongeoir de 5 m de hauteur pour arriver dans l'eau à une altitude de 0 m.

Travail d'une force de frottement constante

Le sens de la force de frottement () est opposé au sens du déplacement (AB).
Il en résulte que et
Donc, sur une distance AB, le travail de la force de frottement est égale à

Principe d'inertie et somme des travaux

-Si les forces exercés sur un solide se compensent alors la somme des travaux des forces exercés sur ce solide est nul.

Puissance d'une force

La puissance est la vitesse de transfert d'énergie d'une force qui travaille.


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