Energie mécanique et travail d`une force

Enseignements Technologiques Communs
1. Energie, travail, puissance : apports complémentaires
1.1. Energie mécanique :
Em = Ec + Ep
1.1.1. Expression de l'énergie cinétique : L'énergie cinétique d'un solide est l'énergie liée à la
vitesse du solide sur une distance parcourue. Si la vitesse est nulle, l'énergie cinétique est
nulle. L'énergie cinétique de translation d'un solide de masse constante M, dont le centre
de gravité se déplace sur une droite avec une vitesse uniforme V est donnée par
l'approximation newtonienne : Ec = ½ . M . V²
Ec : énergie cinétique (J) ; M : masse du solide (kg) ; V : vitesse du solide (m.s-1)
1.1.2. Expression de l'énergie potentielle : L'énergie potentielle de pesanteur d'un solide est
l'énergie liée à l'altitude du solide. Si l'altitude est nulle, l'énergie potentielle est nulle.
L'énergie potentielle d'un solide est donnée par la relation : Ep = M.g.zg
Ep : énergie potentielle (J) ; M : masse du solide (kg) ; P : poids du solide (N) ;
g : intensité de la pesanteur terrestre en N.kg-1 ; zg : altitude du solide (m)
1.2. Travail d’une force :
Travail d'une force constante F sur un déplacement rectiligne AB est donnée par la formule :
→
→ →
W_AB( F ) = F . AB = F . AB . Cos α
→
W_AB( F ) : travail de la force en joule (J) ;
F : intensité de la force (N)
AB : distance de déplacement (m) ;
α : angle entre le vecteur F et le vecteur AB
α
W=0
W = -F.L
W = F.L
W = F.L.cosα
→
F
→
|| F || = F
→
AB
→
||AB || = L
1.3. Puissance d’une force :
→
→
→ →
Puissance d'une force F en déplacement à la vitesse V : P = F . V
Si la force et la vitesse sont de même direction et de même sens :
→
→
P = || F || . || V ||
P=F.V
P en W, F en N, V en m/s
1.4. Energie et puissance électrique :
1.4.1. Energie électrique fournie :
W=U.Q
-
W en J (Joule), U en V (Volt), Q en C (Coulomb)
Q= I . t
-
I en A (Ampère), t en s (seconde)
-
P en W (Watt), U en V (Volt), I en A (Ampère)
1.4.2. Puissance électrique :
P=U.I
L’automobile et le développement durable
CE 04-12
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