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:

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3TravailPuissance18 15/01/2018

4.1. Principe

En physique, il faut une force et un déplacement si un travail mécanique est effectué.

Il semble donc logique de définir

Travail W = Force F * Chemin d

Mais pour énoncer une définition précise, il faut clarifier quelle force (sens, direction), = poids des achats

W(ܨ

= travail nul car force perpendiculaire au déplacement = travail résistant <0

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a) Force parallèle au mouvement elle effectue un travail W (anglais : work)

Si F a même sens que x : W>0 (travail moteur)

Si F est opposé à x : W<0 (travail résistant) Simple Physics : https://www.youtube.com/watch?v=hfuPP7zADrQ

Exemples :

1) Pour déplacer une table de 3 m on

applique une force de 120 N.

Le travail effectué est de :

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b) Force perpendiculaire p.ex. Réaction sans frottement Poids sur trajet horizontal c) Force incliné par rapport au déplacement Seul la composante parallèleܨԦԡde la force motrice ܨ

Dans ce cas :

déplacement, est appliquée sur une distance, elle effectue le travail :

Exemples :

entre la direction de la force et la direction du déplacement est de 30°. d d = 1 km

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4) Exemple plan incliné :

a) Quelle force travaille lors de la montée? m=5kg (1 :100) b) Que vaut le travail de la force de traction ܨ c) Que vaut le travail du poids ܲ Pour économiser des forces, il faut parcourir un chemin plus long. Le produit de la force par le chemin parcouru, donc le travail effectué, est constant (sans frottement). d d

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4.4. Diagramme de Travail

Méthode graphique pour force parallèle constante ou variable

4.5. Différents types de travaux

a) Travail de levage (= - Travail du poids)

W= = 1 J.

Pour 100g de chocolat on a 2400kJ.

Question: Le rendement musculaire correspond au

rapport du travail mécanique musculaire par rapport à la valeur en énergétique consommée et

c) Travail de déformation (ou tenseur) Le travail sert à déformer ou tendre un corps. (ex. ressort, élastique, arc) d) Travail de frottement Le travail sert à déplacer un corps sur un support et produit de la chaleur

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5 Puissance mécanique

5.1. Définition de la puissance mécanique

Exemple :

Sur un chantier, une grue monte des matériaux de construction de 1000 kg de 10 m en 20 s. Un

modèle plus récent est capable de réaliser la même tâche en 10 s. (on prendra g = 10 N/kg). On

dit que la 2e grue est plus " puissante » si sa " vitesse de travail » est plus élevée.

Grue 1 (" lente ») Grue 2 (" rapide »)

Définition :

La puissance P est le quotient du travail effectué W par le temps nécessaire t. t WP

Unités: W en J, t en s et P en J/s=W (Watt)

Symple physics : https://www.youtube.com/watch?v=A12cWIkDrsc Application : Calculer le travail et la puissance pour les 2 grues indiquées.

Remarque:

1. Ne pas confondre l'unité: W (Watt) et la grandeur W (travail)!! De même distinguer le poids ܲ

et la puissance P.

2. S'il y a plusieurs possibilités on doit indiquer la force F pour laquelle on calcule le travail resp.

la puissance. Si on considère le signe : W(ܨԦ)= - W(ܲ

Expérience 1:

Travail et puissance (différentes tension en Volt)

Expérience 2:

Travail et puissance e pompe à eau (différentes hauteur de pompage)

Expérience 3 :

(2 élèves de masses différentes) Pour montrer la supériorité de sa machine à vapeur pa rrapport au cheval, James Watt pouvait soulever effort continu une charge de

75 kg au rythme de un mètre en une seconde. En utilsant

g=9,81N/kg on obtient : 1PS = 1CV = 736 W

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5.2. Relation entre puissance, force et vitesse.

Si un mobile se déplace à la vitesse v sous l'effet d'une force motrice F (qui s'oppose aux forces

de frottements), la puissance mécanique s'écrit: PW t Fx tFv quotesdbs_dbs21.pdfusesText_27
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