Calculer le travail d’une force

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Temps, mouvement et évolution
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Calculer le travail d’une force

FB_Bac_98618_PhyT_S_027

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Rappels de cours

1Travail d’une force

 Le travail élémentaire de la force sur le trajet est .

 Si la force est constante, .

 Si , le travail est moteur : la force favorise le déplacement.

 Si , le travail est résistant : la force s’oppose au déplacement.

2Travail de la force de pesanteur , constante




en  ; en

en  ; en

 Le travail de la force de pesanteur entre et ne dépend pas du chemin suivi, mais seulement de la différence d’altitude .

3Travail de la force électrique , constante


Le champ électrique est uniforme, donc est constante :



en  ; en

en  ; en

 Le travail de la force électrique entre et ne dépend pas du chemin suivi mais seulement des distances de et aux plaques.

Méthodes

Comprendre le rôle des forces de frottement

On note et les forces de frottement constantes qui sont exercées par le sol sur la roue arrière et la roue avant d’un vélo. Déterminer la nature du travail de et sur un trajet .

Conseils

Représenter les forces et qui s’exercent sur chacune des roues en notant que, sur la roue entraînée par les pédales, l’effet global est de faire avancer le vélo alors que sur l’autre roue, l’effet unique est de freiner le vélo.

Solution

, résultante des forces exercées sur la roue arrière, est dirigée dans le sens du mouvement. est positif, il est moteur : la force de frottement sur la roue motrice favorise le déplacement (>fiche17). Si cette force était nulle, la roue « patinerait ».

est négatif, il est résistant car s’oppose au mouvement.

Exprimer un travail en joules ou en électronvolts


Un électron se déplace de la plaque à la plaque sous l’effet de la force électrique.

Calculer, en puis en , le travail de la force électrique.

Données :  ; .

Solution

La force est constante et parallèle à . En projetant sur  :

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