Physiques

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Par Chadrack Besongo

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N'hésitez surtout pas d'explorer les autres notes de Kiara pour les saphirs. Les notes pour les saphirs sont les réadaptations des notes de cours des élèves de septième.

Si une notion vous semble difficile à appréhender, sentez-vous libre de poser des questions au bas de la page. Notre communauté des bénévoles sera toujours heureuse de vous répondre.

Chapitre 48: Le travail d’une force


Définition

Soit une force \(\vec{F}\) constante en grandeur et en direction dont le point d’application décrit un segment de droite AB de longueur d.

Le travail de la force \(\vec{F}\) est égal au produit du déplacement par l’intensié de la projection de la force sur le déplacement.

$$ T = F \times d \times \cos \alpha $$

\(F\): l’intensié de la force
\(d\): le déplacement, la distance, l’espace
\(\alpha\): l’angle formé par la direction du déplacement et de la force.

Types de travail

le travail moteur ou positive

Le déplacement et la projection de la force sur la direction du déplacement sont de même sens. \(\alpha\), l’angle, est aigu.

Le travail résistant ou négatif

Le déplacement et la projection de la force sur la direction du déplacement sont de sens contraires. L’angle \(\alpha\) est obtus.

Le travail nul

Les directions de la force et du déplacement sont perpendiculaires.

Le travail produit par le poids est nul.

Le travail maximal

Les directions de la force et du déplacement sont confondues. L’angle \(\alpha = 0\) ou \(360\). \(T = F \times d\) N.B.: Tout problème où on ne fait pas allusion à l’angle \(\alpha\) est ramené au cas du travail maximal.

Les unités du travail

  • Le système international (M.K.S.A): l’unité du travail est joule
    \(1\,joule = 1\,N.m\)

  • Le système CGS: l’unité du travail est Erg
    \(1\,Erg = 1\,Dyne.cm\)

  • Le système MKFS: l’unité du travail est kilogramme-mètre (\(kg\,m\)).

    \(1\,kg.m = 1\,kgf.m\)
    \(1\,kgm = 9,81\,joules\)
    \(\left(1\,joules = \frac{1}{9,81}\,kgm\right)\)
    \(1\,joule = 10\,ergs\)
    \((1\,erg = 10\,joules\)).

  • Autres unités utilisées

    1. Le kilowattheure (kwh) = \(36.10\,joules\).

    2. L’électron-volt (ev) = \(1,6.10\,joules\).
      \(1\,Mev = 10\,ev\).
      \(1\,Kev = 10\,ev\).
      \(1\,Gev = 10\,ev\).

Le travail de la force de pésanteur

Soit un corps de masse m dont le centre de gravité passe de \(A_1\) (altitude \(h_1\)) à \(A_2\) (altitude \(h_2\)) sous l’action de pésanteur.

Le travail élémentaire effectué par la force de pésanteur pour un déplacement élémentaire \(GG'\) vaut: \(\Delta T = F \cdot f \cdot \cos\alpha \Rightarrow \Delta T = P \cdot \overline{GG'} \cdot \cos\alpha\).
or \(\cos\alpha = \frac{Delta H}{\overline{GG'}} \Rightarrow GG' \cdot \cos\alpha = \Delta H\text{( variation de hauteur)} alors \Delta T = P \cdot \Delta H\)
Le travail total effectué pour le parcours de \(A_1\) à \(A_2\) vaut:

$$ T = \sum P \cdot \Delta H $$

\(P\) étant constant \(\Rightarrow T = P \cdot \sum \Delta H\) avec \(\sum \Delta H = h_1 - h_2\).

\(T = P \cdot (h_1 - h_2)\)
N.B.: Lorsque la position \(A_2\) est le niveau de référence alors \(h_2 = 0\), d’où le travail devient: \(T = P \cdot h = m \cdot g \cdot h\)