Travail d'une force

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.