Travail Mécanique et Puissance Chiffrer les Effets d’une force
1-introduction
Pour déplacer les blocs de pierre nécessaires à la construction des pyramides, les Egyptiens inventèrent différentes techniques pour lutter contre les effets du poids et des frottements. Nous appellerons cet effet : travail d’une force.
2- définition du travail On appelle travail d'une force constante , lors d'un déplacement rectiligne de son point d'application, le produit scalaire de la force par le déplacement . On le note WAB( ). F Avec WAB( ): Travail de la force en joules (J). Déplacement du point d'application de la force en mètres (m). a: Angle existant entre les vecteurs et . F
Remarque: Une force ne travaille pas si: Son point d'application ne se déplace pas (AB=0). Sa direction est perpendiculaire au déplacement (a=90°).
3-travail moteur, travail résistant Le travail d'une force est une grandeur algébrique (W peut-être positif, négatif ou nul). Trois cas sont possibles: Sens du déplacement 0 ≤α≤ 90°: Dans ce cas, cos(α)>0 et WAB( )>0. On dit que la force effectue un travail moteur. F 90° ≤α≤ 180°: Dans ce cas, cos(α)<0 et WAB( )<0. On dit que la force effectue un travail résistant. F α = 90°: Dans ce cas, cos(α)=0 et WAB( )=0. La force n'effectue aucun travail. F
4- le travail du poids Lorsque le centre de gravité G d’un corps passe d’un point A à un point B, le travail du poids dépend seulement de l’altitude zA du point de départ et de l’altitude zB du point d’arrivée:
5- la puissance d’une force Soit une force qui effectue un travail W( ) en une durée Δt. On appelle puissance moyenne de la force le rapport: Avec Pm( )Puissance de la force en watts (W) WAB( )Travail de la force en joules (J) Δt:Durée du parcourt de la force sur le trajet AB en secondes (s). F F F