Travail d'une force | EPFL Graph Search

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Le travail d'une force est l'énergie fournie par cette force lorsque son point d'application se déplace (l'objet subissant la force se déplace ou se déforme). Il est responsable de la variation de l'énergie cinétique du système qui subit cette force. Si par exemple on pousse une bicyclette, le travail de la poussée est l'énergie produite par cette poussée. Cette notion avec ce nom fut introduite par Gaspard-Gustave Coriolis. Le travail est exprimé en joules (J) dans le Système international. On le note généralement ou W (l'initiale de work, le mot anglais pour « travail »). Pour un déplacement infinitésimal du point d'application de la force, le travail correspondant de la force est, par définition : Le travail d'une force pour un déplacement fini est donc égal à la circulation de cette force le long du trajet de son point d'application : Une force constante qui s'applique sur un objet parcourant un trajet rectiligne fournit un travail W : En décomposant en deux composantes : l'une parallèle à et l'autre perpendiculaire, on remarque que la composante perpendiculaire ne travaille pas, et que seule la composante parallèle travaille, en application d'une propriété du produit scalaire. Si la trajectoire est circulaire (par exemple dans le cas où le point d'application d'une force est en rotation autour d'un axe ), alors le travail élémentaire du moment résultant vaut , où est le moment de la force par rapport à , l'angle parcouru par le solide pendant une courte durée dt et un vecteur unitaire orientant l'axe de rotation. Le déplacement élémentaire sur un intervalle de temps est par définition , où représente la vitesse de déplacement du point d'application de la force. Le travail élémentaire de la force peut donc être défini de manière équivalente à partir de la puissance instantanée (en watts) de cette force : Le travail d'une force sur une durée finie est alors égal à l'intégrale de la puissance instantanée de la force pendant cette durée. thumb|Quelques cas particuliers du travail d'une force. thumb|Mouvement circulaire uniforme.

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2021

Une force est dite conservative lorsque le travail produit par cette force est indépendant du chemin suivi par son point d'action. Dans le cas contraire, la force est dite non conservative. Les forces conservatives possèdent trois propriétés remarquables : Une force conservative dérive d'une énergie potentielle : ; Le travail exercé par la force est égal à l'opposé de la variation de l'énergie potentielle : ; L'énergie mécanique d'un système, somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle, soumis uniquement à l'action de forces conservatives est conservée : ; l'énergie potentielle est convertie en énergie cinétique.

Le moment d'une force par rapport à un point donné est une grandeur physique vectorielle traduisant l'aptitude de cette force à faire tourner un système mécanique autour de ce point, souvent appelé pivot. Il s'exprime habituellement en (newtons mètres) par radian, et peut l'être de manière équivalente en joules par radian. Le moment d'un ensemble de forces, et notamment d'un couple, est la somme (géométrique) des moments de ces forces.

La mécanique newtonienne est une branche de la physique. Depuis les travaux d'Albert Einstein, elle est souvent qualifiée de mécanique classique. La mécanique classique ou mécanique newtonienne est une théorie physique qui décrit le mouvement des objets macroscopiques lorsque leur vitesse est faible par rapport à celle de la lumière. Avant de devenir une science à part entière, la mécanique a longtemps été une section des mathématiques. De nombreux mathématiciens y ont apporté une contribution souvent décisive, parmi eux des grands noms tels qu'Euler, Cauchy, Lagrange.

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