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  4. Méthode : Déterminer l'effet du travail d'une force sur le mouvement

Déterminer l'effet du travail d'une force sur le mouvement Méthode

Sommaire

1Calculer le travail W_{AB}\left(\overrightarrow{F}\right) de la force \overrightarrow{F} 2Indiquer le signe du travail 3Indiquer la nature du travail 4Conclure quant à l'influence de la force sur le mouvement

Le travail d'une force traduit l'énergie fournie par la force pour modifier le mouvement d'un objet. Le signe de ce travail indique la façon dont la force agit sur le mouvement.

Un bloc de pierre de 5 kg descend le long d'une pente AB=200 m selon le schéma suivant. Calculer le travail du poids et déterminer si celui-ci est moteur ou résistant pour le mouvement du bloc de pierre.

-

Données :

  • g=9{,}8 m.s-2
  • \alpha=50 °
Etape 1

Calculer le travail W_{AB}\left(\overrightarrow{F}\right) de la force \overrightarrow{F}

On calcule le travail de la force \overrightarrow{F} entre deux points A et B.

On calcule le travail W_{AB}\left(\overrightarrow{P}\right) du poids \overrightarrow{P} entre les deux points A et B :

W_{AB}\left(\overrightarrow{P}\right)=\left\| \overrightarrow{P} \right\|\times\left\| \overrightarrow{AB} \right\|\times\cos\left(\alpha\right)

W_{AB}\left(\overrightarrow{P}\right)=mg \times AB\times\cos\left(\alpha\right)

Soit, en effectuant l'application numérique :

W_{AB}\left(\overrightarrow{P}\right)=5 \times9{,}8\times 200\times\cos\left(50\right)

W_{AB}\left(\overrightarrow{P}\right)=6{,}3\times10^3 J

Etape 2

Indiquer le signe du travail

On indique le signe du travail de la force \overrightarrow{F}. Le travail peut être :

  • Positif
  • Négatif
  • Nul

Le travail W_{AB}\left(\overrightarrow{P}\right) du poids \overrightarrow{P} est positif :

W_{AB}\left(\overrightarrow{P}\right)\gt0

Etape 3

Indiquer la nature du travail

On indique la nature du travail de la force \overrightarrow{F} :

  • Si le travail est positif, le travail est moteur.
  • Si le travail est négatif, le travail est résistant.
  • Si le travail est nul, la force ne travaille pas.

Ainsi, le travail est moteur.

Etape 4

Conclure quant à l'influence de la force sur le mouvement

On conclut en indiquant la façon dont la force \overrightarrow{F} modifie le mouvement :

  • Si le travail est positif, la force accompagne le mouvement.
  • Si le travail est négatif, la force s'oppose au mouvement.
  • Si le travail est nul, la force ne modifie pas la vitesse du système.

Le travail du poids W_{AB}\left(\overrightarrow{P}\right) est positif, le poids accompagne donc le mouvement.

Voir aussi
  • Cours : Travail et énergie
  • Formulaire : Travail et énergie
  • Quiz : Travail et énergie
  • Méthode : Calculer le travail d'une force dans le cas général
  • Méthode : Manipuler la relation donnant le travail du poids
  • Méthode : Calculer le travail d'une force électrique
  • Méthode : Calculer une énergie potentielle de pesanteur
  • Méthode : Calculer l'altitude d'un corps à partir de son énergie potentielle de pesanteur
  • Méthode : Calculer une énergie mécanique
  • Méthode : Déterminer une vitesse à partir de la conservation de l'énergie mécanique
  • Méthode : Calculer le travail d'une force non conservative
  • Exercice : Calculer le travail d'une force dans le cas général
  • Exercice : Calculer le travail du poids
  • Exercice : Calculer la variation d'altitude d'un corps
  • Exercice : Calculer la masse d'un corps à partir du travail du poids
  • Exercice : Calculer le travail d'une force électrique
  • Exercice : Déterminer l'effet du travail d'une force sur le mouvement
  • Exercice : Calculer une énergie potentielle de pesanteur
  • Exercice : Calculer l'altitude d'un corps à partir de son énergie potentielle de pesanteur
  • Exercice : Calculer une énergie mécanique
  • Exercice : Déterminer une vitesse à partir de la conservation de l'énergie mécanique
  • Exercice : Calculer le travail d'une force non conservative
  • Problème : Calculer la vitesse d'arrivée d'un mobile
  • Exercice type bac : Problème complet de mécanique
  • Exercice type bac : Accélération d'une particule

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