T2 Couple, Travail et énergie cinétique (partie 2)

Livre p 115 à 128

D) Variation d’énergie cinétique et travail Rappel de 1ère: Un corps en mouvement possède une énergie cinétique. Pour un mouvement de translation, l’énergie cinétique est définie par la relation: Ec: énergie cinétique en Joules (J) m: masse en kilogrammes (kg) v: vitesse en m.s-1 Pour un mouvement de rotation, l’énergie cinétique est définie par la relation: Ec: énergie cinétique en Joules (J) J∆: moment d’inertie (kg. m2) ω: vitesse angulaire en rad.s-1

La variation d’énergie cinétique d’un solide pour un déplacement de A vers B est égale au travail des forces extérieures.

exemple: solide en translation

E)Variation d’énergie mécanique et travail Rappel de 1ère: Un corps de par sa position possède une énergie potentielle. L’énergie potentielle de pesanteur Epp d’un corps est l’énergie qu’il possède de par sa position dans le champ de pesanteur terrestre. Epp: énergie potentielle de pesanteur en Joules (J) m: masse en kilogrammes (kg) g: intensité de pesanteur g=9,81N.kg-1 h: altitude du centre d’inertie du solide (m) Epp=m g h

L’énergie mécanique Em d’un corps est la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle. Em =Ec +Ep En absence de frottements ou de force motrice, l’énergie mécanique reste constante. En présence de frottements, l’énergie mécanique diminue au cours du temps. L’énergie perdue est transférée au milieu extérieur sous forme de chaleur. Voir TP simulations: http://phet.colorado.edu/fr/simulation/the-ramp http://phet.colorado.edu/fr/simulation/energy-skate-park http://phet.colorado.edu/fr/simulation/mass-spring-lab

III) Principe fondamentale de la dynamique Pour un solide en translation Dans un référentiel terrestre, la somme des forces appliquées à un solide de masse m et l’accélération de son centre de gravité sont liés par la relation: Pour un solide en rotation Dans un référentiel terrestre, le moment C du couple des forces appliquées à un solide de masse m dont le moment d’inertie est j ,en rotation autour d’un axe Δ et l’accélération angulaire α sont liés par la relation:

IV Force de résistance aérodynamique Lorsqu’un solide se déplace dans un fluide, une force de résistance aérodynamique s’oppose au déplacement. La portance: force qui maintient l’avion en vol Force de réaction due à l’air qui se décompose en 2 forces. Force motrice due aux moteurs force de frottement ou traînée (de sens opposé à la vitesse) Poids Cette force de résistance aérodynamique est proportionnelle au carré de la vitesse. k dépend du fluide, de la géométrie du solide, du Cx