Chapitre 3 : Travail et énergie cinétique
Dans ce chapitre, nous allons étudier comment un corps en mouvement possède une énergie appelée énergie cinétique, et comment cette énergie varie sous l’action de forces à travers la notion de travail.
1. Énergie cinétique
L’énergie cinétique d’un corps en translation dépend de sa masse et de sa vitesse.
Un corps en rotation possède aussi une énergie cinétique liée à sa vitesse angulaire et à son moment d’inertie.
2. Moment d'inertie
Chaque solide possède un moment d’inertie qui caractérise sa résistance à la rotation.
Exemples : cylindre, anneau, disque.
3. Théorème de l’énergie cinétique
Dans un repère galiléen, la variation de l’énergie cinétique entre deux instants est égale à la somme des travaux des forces appliquées sur le corps.
4. Applications expérimentales
- Étude d’un mobile soumis à différentes forces et comparaison entre variation d’énergie cinétique et somme des travaux.
- Chute d’une bille : relation entre la hauteur de chute, la vitesse acquise et le travail du poids.
5. Exercices d’application
- Étude d’un système poulie–masse en mouvement.
- Calculs de travail, vitesses, moment de frottement, hauteur maximale atteinte.
- Application du théorème de l’énergie cinétique à différents trajets.
- Exercices supplémentaires sur un mobile soumis à une force motrice puis évoluant sans frottements.
