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

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  L’énergie cinétique d’un corps en translation dépend de sa masse et de sa vitesse.

  
  


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  Un corps en rotation possède aussi une énergie cinétique liée à sa vitesse angulaire et à son moment d’inertie.

  
  

2. Moment d'inertie

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  Chaque solide possède un moment d’inertie qui caractérise sa résistance à la rotation.

  
  


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  Exemples : cylindre, anneau, disque.

  
  

3. Théorème de l’énergie cinétique

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  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

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  - Étude d’un mobile soumis à différentes forces et comparaison entre variation d’énergie cinétique et somme des travaux.

  
  


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  - Chute d’une bille : relation entre la hauteur de chute, la vitesse acquise et le travail du poids.

  
  

5. Exercices d’application

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  - Étude d’un système poulie–masse en mouvement.

  
  


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  - Calculs de travail, vitesses, moment de frottement, hauteur maximale atteinte.

  
  


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  - Application du théorème de l’énergie cinétique à différents trajets.

  
  


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  - Exercices supplémentaires sur un mobile soumis à une force motrice puis évoluant sans frottements.