Travail d'une force, forces conservatives (fiche - Terminale S)
Objectifs • Présenter la notion de travail d’une force. • Rappeler à l’occasion quelques propriétés du prod uit scalaire. • Établir les relations donnant le travail du poids et de la force électrique. • Donner la condition pour qu’une force soit conservative. 1. Travail d'une force a. Définition Uneforceest capable d’exercer une action mécanique sur un système physique : modifier sa trajectoire, le mettre en mouvement, le déformer, etc. Letravail d’une forcepte de cette action dans leest une grandeur physique permettant de rendre com cas d’un système en mouvement. Plus précisément, qu and un système exerce une force sur un autre, le travail de la force traduit lestransfertsd’énergiequi ont lieu entre ces deux systèmes.
Nous nous restreindrons auxforces constantes. Lors d’undéplacement rectiligne d'un pointAà un pointB, letravailW(de l’Anglaisworkexercée sur le) d’une force système étudié est donné par :
La valeur de est en Newton. Le déplacement est indiqué par ; la distance est exprimée en mètre. est leproduit scalaireOnet . des vecteurs rappelle que le produit scalaire est une opération (une multiplication) entre deux vecteurs donnant unnombre, unscalaire.West ainsi un nombre, et pas un vecteur. Le travailWcorrespond à une énergie : il s’exprime en Joule.
En introduisant l’angle entre et est unangle géométrique(valeurs radian.
, nous avons . ) que nous pourrons exprimer en degré ou en
Aussi, de par les propriétés du produit scalaire, n ous avons :