Cours en ligne physique chimie en Première

Chapitres physique-chimie en Première

Cours sur l’énergie mécanique et potentielle en 1ère

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Résumé de cours Exercices et corrigés

Cours en ligne de physique-chimie en Première

Ce cours en ligne de physique en première vous servira pour travailler le cours de l’énergie mécanique. Vous retrouverez notamment les éléments suivants : l’énergie potentielle et l’énergie mécanique. Si vous souhaitez vous faire accompagner, n’hésitez pas à consulter nos cours particuliers en physique chimie. Nos professeurs particuliers en 1ère pourront vous aider à mieux appréhender ces notions importantes pour le bac.

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Cours sur l’énergie potentielle en 1ère

Forces conservatives

Une force est conservative si son travail entre deux points $A$ et $B$ ne dépend pas du chemin suivi pour aller de l’un à l’autre.

* Le travail d’une force de frottement dépend en général de la longueur du trajet, une force de frottement n’est donc pas conservative.

Le travail du poids ne dépend que de la différence entre les altitudes des deux points. Il ne dépend donc pas du trajet, le poids est une force conservative.

Exemple : la force électrique

Le travail de la force électrique subie par une particule de charge $q$ entre deux points $A$ et $B$ vaut

$\vec{f}=qU_{AB}$

où $U_{AB}$ est la tension électrique entre $A$ et $B$ , différence de potentiel entre ces deux points

$U_{AB}=V_A-V_B$

Cette force est-elle conservative ?

(Aucune connaissance sur cette force n’est nécessaire pour répondre à la question).

Corrigé de l’exemple :

Le travail ne dépend que des potentiels $V_A$ au point de départ et $V_B$ au point d’arrivée, il ne dépend donc pas du chemin suivi pour aller de l’un à l’autre.

Cette force est donc conservative.

Énergie potentielle

À toute force $\vec{F}$ conservative, on peut associer une grandeur énergétique appelée énergie potentielle $Ep_{\vec{F}}$

Elle est définie ainsi.

Soient $A$ et $B$ deux points quelconques de l’espace.

Lorsqu’un mobile $M$ se déplace de $A$ à $B$ alors

$Ep_{\vec{F}}(A)-Ep_{\vec{F}}(B)=W_{AB}(\vec{F})$

L’énergie potentielle dépend du point considéré et est exprimée en joules (J)

Énergie potentielle de pesanteur

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L’énergie potentielle 1ère : Énergie mécanique

Énergie mécanique

1. L’énergie cinétique d’un mobile ponctuel $M$ de masse $m$ , animé d’une vitesse de norme $v$ dans un référentiel donné, vaut

$Ec=\frac12mv^2$

Elle est exprimée en joules (J).

Exemple :

Un TGV de masse $m=400~\mathrm{t}$ se déplace à une vitesse $v=360~\mathrm{km\cdot h^{-1}}$ dans le référentiel terrestre.

Calculer son énergie cinétique.

Correction :

Il faut convertir les deux grandeurs

$m=400\cdot 10^3~\mathrm{kg}$

$v=\dfrac{360}{3,6}=100~\mathrm{m\cdot s^{-1}}$

On en déduit

$Ec=\frac12mv^2=2,0~\mathrm{GJ}$

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2. Énergie mécanique

3. Théorème de l’énergie mécanique

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