Donc travail des forces de frottement par minute :

Chap. 5 : TRAVAIL MECANIQUE ET ENERGIE (suite)
On a représenté en gras les vecteurs. Par exemple, F désigne le vecteur force et F sa norme.
Correction de l’ex 8 p 103 :
1. La force de traction a tendance à accélérer la charrue. De plus, elle est dans le même sens que le
vecteur déplacement. Le travail de cette force est donc moteur.
2. WAB( F ) = F.l.cos(30)
3. WAB( F ) = 2,5x103x800xcos(30) = 1,7x106 J = 1,7 MJ
Correction de l’ex 10 p 103 :
1. WAB(P) = P.(zA – zB) = P.h
2. Le poids du pot effectue un travail moteur car le pot va du haut vers le bas.
3. WAB(P) = 30x2,8 = 84 N
3) Puissance du travail d’une ou plusieurs forces.
Pour soulever à vitesse constante une charge d'une hauteur h, une grue est plus efficace qu'un
homme (la grue met moins de temps que l'homme). Pourtant, le travail effectué par la grue est le
même que celui effectué par l'homme puisque la force exercée par l’homme et la grue est la
même (d’après le principe d’inertie). On dit que la puissance de la force exercée par la grue est
supérieure à celle de la force exercée par l'homme.
Par définition, la puissance moyenne Pm d’une force est égale au quotient du travail W par
la durée Δt du déplacement :
Pm = W / Δt
L’unité légale de Pm est le Watt (W) ; le travail W est en joule (J) et la durée Δt en seconde
(s).
Exercice d’application 2 : Sur circuit, pour maintenir constante sa vitesse à 190 km.h -1, le moteur
d’une automobile développe 130 chevaux-vapeur (ch), soit 95,7 kilowatts (kW).
1. Exprimer 1 ch en unité internationale de puissance.
1 ch = 95,7 / 130 = 736 W
2. Calculer le travail des forces de frottements par minute, en admettant que tout le travail
fourni par le moteur sert à vaincre le travail des forces de frottement.
Travail fourni par minute : W = P. Δt = 95,7x103 x60 = 5,74x103 J = 5,74 kJ
Donc travail des forces de frottement par minute : - 5,74 kJ
II- LE TRAVAIL, UN MODE DE TRANSFERT DE L’ENERGIE.
1. Travail et énergie cinétique.
ACTVITE : COMMENT MODIFIER LA VITESSE D’UN SOLIDE EN TRANSLATION ?
1-Le référentiel d’étude est galiléen. D’après la seconde loi de Newton, le mouvement est
accéléré dans le sens de la résultante F des forces qui s’exercent sur le mobile. En effet, le
vecteur variation de vitesse du centre d’inertie a même direction et même sens que F.
2-La vitesse acquise en un point A peut dépendre :
- de la valeur F de la force
- de la longueur OA sur laquelle le mobile est tiré
- de la masse M du mobile
Les deux premières grandeurs peuvent être regroupées en affirmant que la vitesse V dépend du
travail de la force F entre O et A.
3-W(F) = F.OA
4-COMPETENCE IMPORTANTE A RETENIR !! Comme a est une constante, chacune de ces
relations est une relation de proportionnalité. Pour démontrer que deux grandeurs sont
proportionnelles, il faut diviser l’une par l’autre et vérifier que le résultat obtenu est constant.
Si la relation W=a.M.V est la bonne, alors W et (M.V) sont proportionnels. Pour le vérifier, il faut
donc calculer le rapport W/(MV) pour les 4 expériences et voir si le résultat obtenu est toujours le
même.
Si la relation W=a.M.V2 est la bonne, alors W et (M.V2) sont proportionnels. Pour le vérifier, il faut
donc calculer le rapport W/(MV2) pour les 4 expériences et voir si le résultat obtenu est toujours le
même.
Si la relation W=a.M2.V est la bonne, alors W et (M2.V) sont proportionnels. Pour le vérifier, il faut
donc calculer le rapport W/(M2V) pour les 4 expériences et voir si le résultat obtenu est toujours le
même.
Si la relation W=a.M2.V2 est la bonne, alors W et (M2.V2) sont proportionnels. Pour le vérifier, il faut
donc calculer le rapport W/(M2V2) pour les 4 expériences et voir si le résultat obtenu est toujours le
même.
Il ne reste plus qu’à remplir le tableau. Attention : la vitesse est une vitesse instantanée ! il ne faut
donc pas prendre OA comme longueur.