[PDF] Travail dune force constante lors dun déplacement



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Chapitre 32 – L’énergie potentielle élastique d’un ressort idéal

Chapitre 3 2 – L’énergie potentielle élastique d’un ressort idéal Le travail fait par un ressort Le travail W r effectué par un ressort idéal dépend de l’évolution de la déformation e de celui-ci entre un état initial e i et un état final e f Il est proportionnel à la variation du carré de la déformation tel



IÉnergie potentielle

pour aller d’ un point A à un autre point B on peut alors définir une énergie potentielle Ep uniquement fonction de la position et telle que: I 2-Energie potentielle élastique C’est l’énergie que possède un système élastique du fait de sa déformation I 2 1- cas d’un ressort



M2 - Énergie potentielle I Transfert d’énergie

ATS Lycée Le Dantec M2 - Énergie potentielle Dans le chapitre précédent on a abordé la notion d’énergie cinétique que possède un système en mouvement



Physique 14 : Étude énergétique des systèmes mécaniques

de I'énergie potentielle élastique : il faut être prudent Iorsqu'on le manipule Énergie potentielle élastique d'un ressort : P élas — 2 Doc 7 Oscillateur élastique horizontal en translation O coincide avec la position Go de G lorsque le ressort a sa longueur naturelle (équilibre du système {solide-ressort}



Chapitre 15 : Aspects énergétiques - Physagreg

(3) Établir et connaître l’expression de l’énergie potentielle élastique d’un ressort (4) Établir l’expression de l’énergie mécanique d’un système solide-ressort et d’un projectile dans un champ de pesanteur (5) Exploiter la relation traduisant, lorsqu’elle est justifiée, la conservation de l’énergie mécanique



I- Etude énergétique du pendule élastique horizontal Travail

2 - Energie potentielle élastique d’un ressort Cette énergie est la part d’énergie liée à la déformation du ressort L’énergie potentielle élastique d’un ressort a pour expression : ;????= 1 2 ???? ???? 2+???? On choisit naturellement une énergie potentielle élastique nulle pour la position du ressort où la déformation est



La force de rappel d’un ressort - UCLouvain

• La force de rappel du ressort s’oppose à sa déformation et est proportionnelle à celle-ci : c’est la loi de Hooke • La force de gravité et la force du ressort sont des forces conservatives : le travail de ces forces correspondent à un transfert entre énergies potentielle et cinétique



Travail dune force constante lors dun déplacement

1)Energie potentielle de élastique: L'énergie potentielle élastique d'un pendule élastique est l'énergie qu'il possède grâce à la déformation du ressort, elle est E pe 2 K x C 2 1 donnée par la relation suivante: C: est une constante qui dépend du choix de l’état de référence de l’énergie potentielle élastique



1-Energie potentielle de pesanteur - ACCESMAD

2-Energie potentielle élastique: Exercice 1 On considère le système {solide ressort} de la figure ci-dessous La masse de l’objet et m=500g et la raideur du ressort: k=15N m-1 ; les frottements sont négligés 1-Donner l’expression de l’énergie potentielle élastique Ep du système en fonction de x

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Pour sc math et sc physique.

Travail d'une force constante lors d'un déplacement rectiligne: 1) Travail de la tension d'un ressort: 2)

Donc le travail de la tension du ressort lorsque son point d'application se déplace d'un point M1d'abscisse x1 à un point M2

1 d'abscisse x2 est donné par la relation suivante :

).(.2 12 2 2

121xxKTW

TT F

1)Energie potentielle de élastique:

L'énergie potentielle élastique d'un pendule élastique est l'énergie qu'il possède grâce à la déformation du ressort, elle est

CxKEpe 2..2

1 donnée par la relation suivante:

C: est une

x : allongement du ressort (en mètre) peE : énergie potentielle élastique en (J). 2..2

1xKEpe

En considérant comme état de référence Epe=0 lorsque x=0 la constante C=0 donc :

Conservation de l'énergie mécanique: 2)

Pendant les oscillations libres non amorties d'un pendule élastique horizontal constitué d'un corps S de masse m et d'un

ressort de constante de raideur K, appliquons le théorème de l'énergie cinétique sur le corps S entre un point M1d'abscisse x1 à

un point M2 : d'abscisse x2

1122EpeEcEcEc

12EmEm

donc l'énergie mécanique est constante. Détermination de l'équation différentielle par étude énergétique: 3 Si les frottement sont négligeables , l'énergie mécanique de l'oscillateur est constante : te mCE donc: 0dt dEm 0)..2 1..2

1(22 xKxmdt

d dt dEm 22..2
1.2

1.xKxmEEEpecm

donc: Or :

0).2.(.2

1..2.(.2

1xxKxxm

0)...(xKxmx

l'équation différentielle:

0..xKxm

Expression de l'énergie mécanique du pendule élastique: 4) K mTo..2 .2cos(S tTxx o m avec : est :

0..xKxm

La solution de l'équation différentielle: donc: ).2sin(.2 .SS tTTxxv oo m

Diagramme énergétiques : 5)

a) Cas des oscillations sans frottements :

Dans le cas des oscillations sans frottements l'énergie mécanique de l'oscillateur mécanique est constante.

te mmCvmxKE 2 max 2..2 1..2 1 2..2

1xKEpe

En considérant comme état de référence Epe=0 lorsque x=0 on a C=0 donc : En représentant la variation Epe ,Ec et Em en fonction de x on obtient le diagramme suivant: A chaque instant on a ; Em=EC+Epe donc : Ec=Em-Epe

Et en représentant la variation de Epe ,Ec et Em en fonction du temps on obtient le diagramme suivant:

b) Cas des oscillations avec frottements :

Dans le cas des oscillations avec frottements l'énergie mécanique de l'oscillateur mécanique diminue jusqu'à ce qu'elle

s'annule.

Diagramme énergétique.:

1) Energie cinétique du système:

L'énergie cinétique du pendule de torsion est égale à l'énergie cinétique de la tige qui est donnée par l'expression suivante:

2..2 1JEc J : est le moment d'inertie de la tige : est la vitesse angulaire . ,

2) Energie potentielle de torsion:

te ptCCE 2..2 1 L'énergie potentielle de torsion est donnée par la la relation suivante:

Cte: est une .

2..2 1CEpt la constante C=0 En considérant comme état de référence E p t=0 lorsque: 0T donc

3) Energie mécanique du pendule de torsion:

L'énergie mécanique du pendule de torsion est la somme de son énergie cinétique et son énergie potentielle de torsion.

pecmEEE En considérant comme état de référence E p t=0 lorsque 0T , l'énergie mécanique du pendule de torsion s'écrit: 22..2
1.2

1TCJEm

Si les frottements sont négligeables, l'énergie mécanique de l'oscillateur est constante : 0dt dEm donc: te mCE 0)..2 1..2

1(22 TCJdt

d dt dEm

Or :

22..2
1..2

1.TCJEEEpcm

donc: 0dt dEM différentielle.équation

0..TCJ

0....TTTCJ

0)..2.(.2

1)..2(.2

1dt dCdt dJTTT

Diagramme énergétiques : 4)

2..2 1CEpt la constante C=0 donc: En considérant comme état de référence E p t=0 lorsque 0T

1) Energie cinétique du système:

2..2 1JEc

L'énergie cinétique du pendule pesant est:

2) Energie potentielle de pesanteur:

te ppCgzmE . L'énergie potentielle de pesanteur du pendule pesant est : la constante C=0 donc: zgmEpp.. En considérant comme état de référence E p p=0 lorsque 0z

3) Energie mécanique du pendule pesant:

En considérant comme état de référence E p p=0 lorsque 0z , L'énergie mécanique du système : mgzJEEcEppm 2.2 1

Diagramme énergétiques : 4)

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