الشغل والطاقة الميكانيكية
1. Définition
L'énergie mécanique d'un corps solide, à chaque instant, dans un repère galiléen, est égale à la somme de l'énergie cinétique et de l’énergie potentielle de pesanteur de ce corps.
Em = EC + EPP
2. Conservation de l'énergie mécanique
2.1. Cas de chute libre
On considère un corps solide en chute libre.
En appliquant le théorème de l'énergie cinétique nous avons:
puisque:
Et donc Em reste stable.
Nous disons que nous avons la conservation de l'énergie mécanique et que le poids est une force conservative.
2.2. Cas d'un corps solide glissant sans frottement sur un plan incliné
En appliquant le théorème de l'énergie cinétique entre les deux positions A et B nous avons:
On a les frottements sont inexistants ou négligeables donc :
on sait que:
donc
L'énergie mécanique est donc conservée.
3. Non-conservation de l'énergie mécanique:
On considère un corps solide glissant avec frottement sur un plan incliné.
En appliquant le théorème de l'énergie cinétique nous avons:
On sait que:
avec :
, et
donc
Ainsi l’énergie mécanique du corps n’est pas conservée, mais plutôt diminuée, et cette diminution correspond au travail des forces de frottement. On dit que les forces de frottement sont non conservatives.
explication
La non conservation de l'énergie mécanique pour un corps solide soumis à des forces de frottement est due à la conversion d'une partie de cette énergie en énergie thermique, telle que :