PHYS TS : MECANIQUE IV : NRJ
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3- ENERGIE MECANIQUE D’UN SYSTEME
Définition : L’énergie mécanique (EM) d’un système est la somme de l’énergie potentiel (Ep) et de
l’énergie cinétique (Ec). Soit EM = Ec + Ep.
Pour le système solide ressort horizontal :
Remarque : Le solide reste à la même altitude. Par conséquent l'énergie potentielle dans le champ
de pesanteur terrestre ne varie pas. Elle est nulle si on choisit l'état de référence à l'altitude où
évolue le centre d'inertie du solide.
Remarque : En fait, l'énergie potentielle du solide en interaction avec la Terre est définie à
une constante près. On convient de la prendre nulle lorsque z = 0.
3-1 En l’absence de forces de frottements.
En l’absence de force de frottement l’énergie mécanique du système se . L’énergie
cinétique se transforme en énergie potentielle et vice versa.
Pour le système solide-ressort :
En s'éloignant de la position d’équilibre, l'énergie potentielle du ressort augmente et l'énergie
cinétique du solide diminue. En se rapprochant de la position d'équilibre, l'énergie potentielle du
ressort diminue et l'énergie cinétique du solide augmente.
Pour le système solide terre :
Si le projectile monte alors son énergie
cinétique diminue pendant que son énergie
potentielle dans le champ de pesanteur
augmente. Si le projectile descend alors son
énergie cinétique augmente pendant que son
énergie potentielle dans le champ de
pesanteur diminue.
Exemple : Le transfert d'énergie d'une forme à une
autre au cours de l'oscillation d'un pendule.
E = Ep + Ec = constant
3-1 En présence de forces de frottements.
Exemple : Le ressort s’échauffe, ou le projectile tombant en chute libre ( désintégration des
astéroïde dans l’atmosphère).
Pour le système solide terre :
La variation de l'énergie mécanique est égale au travail de la force de frottement :
Em (2) - Em (1) = W12 ( )
Comme ce travail est dissipatif,