Activité expérimentale : Y a-t-il un lien entre une variation d’énergie cinétique et le travail d’une force ?
Conservation ou non de l’énergie mécanique ?
Une remorque de 500 kg est tractée sur 500 m sur une
route horizontale par une voiture qui exerce une force de
traction d’intensité F = 25 N.
On supposera que c’est l’unique force qui travaille (on
néglige les frottements de la remorque avec la route).
1. Pourquoi le travail du poids est-il nul lors de ce déplacement ?
Le travail du poids est nul lors du déplacement car le mouvement est horizontal et le vecteur poids est
perpendiculaire au déplacement.
2. Pourquoi le travail de la réaction de la route sur la remorque est-il nul lors de ce déplacement ?
Le travail de la force de réaction de la route est nul lors du déplacement car cette force est perpendiculaire au
déplacement.
3. Calculer le travail de la force de traction lors de ce déplacement.
W AB ( 𝐹
⃗ ) = F. l. cos 0° = 25.10.1 = 1,25.104 = 1,3.104 J.
4. En supposant que la remorque est à l’arrêt au début du déplacement, que vaut son énergie cinétique Ec (A) ?
Ec (A) = ½ . m. vA 2 = 0J
5. Quelle sera l’énergie cinétique Ec (B) de la remorque à la fin de ce déplacement ? En déduire la vitesse vB.
Aide : Exploitation d’une vidéo pour répondre à la question 5.
On se propose d’exploiter, à l’aide du logiciel Avistep, une vidéo d’un mobile autoporteur de masse m = 315 g
glissant sur une table horizontale et soumis à une force constante 𝐹
⃗ d’intensité F = 0,5 N.
Seule la force 𝐹
⃗ travaille.
définir une échelle.
choisir un repère (en bas et à gauche du mobile).
pointer les positions successives du mobile.
A l’aide du tableau de valeurs, relever les valeurs des vitesses en deux points :
A (au début de la trajectoire) et B (vers la fin).
Calculer les énergies cinétiques EC (A) puis EC (B) et la variation : Δ EC = EC (B) - EC(A).
Calculer le travail de la force 𝐹
⃗ lors de ce déplacement AB. W AB ( 𝐹
⃗ ) = F.AB
Comparer W AB ( 𝐹
⃗ ) et Δ EC. Conclusion.