physique niveau 5

Énergie mécanique Cinématique + principe de la mécanique Le système de référence : Ensemble de 3 axes perpendiculaire, supportant chacun un vecteur unitaire prenant son origine au centre du système de référence et tournant dans le sens trigonométrique. Notions relatives :Ne dépendent pas du référentiel utilisé. La position instantanée et la trajectoire. La position instantanée : Le point où se trouve l’objet a un moment donné. Elle peut être décrite par le vecteur position instantanée qui a caractéristiques . -Le point d’applic -La direction . -Le sens : de l’orl L’intensité : dista L’espace parcouru : to View rentiel et la position. osition. rcouru par l’objet. Le déplacement : Une grandeur vectorielle caractérisée uniquement par une position de départ A et une position d’arrivée B sans tenir compte du chemin parcouru. Le vecteur déplacement à caractéristiques : -le point d’application ; le point de départ. -une direction ; droite passant par les points de départ et le point d’arrivee. -un sens ; du point de départ au point d’arrivée. -une intensité ; distance entre le point départ et le point d’arrivée.

Le vecteur vitesse moyenne Le rapport du vecteur déplacement et de la durée du trajet. Le vecteur vitesse moyenne à 4 caractéristiques : -le point d’application , ; position du mobile. -une direction ; la droite passant par les positions finales et initiales. -un sens ; de la position initiale vars la position finale. -une intensité ; rapport entre le déplacement et la durée de celui-ci. Le vecteur vitesse instantanée à 4 caractéristiques : -un point d’application ; la position du mobile. -une direction ; la tangente à la trajectoire. -un sens ; le sens de parcours de la trajectoire. ne intensité ; la limite du rapport entre le déplacement et la durée de celui-ci. Le vecteur accélération intantanée Caractérise le vecteur d’accélération moyenne à un instant donné. Il peut être décompensé en partie perpendiculaire. (la 1 er est tangente à la trajectoire (l/ à la vitesse ) et caractéristique la variation du module de vecteur vitesse. La 2éme partie est normale à à la trajectoire et caractérise la variation de direction du vecteur vitesse (le mobile tourne)). Le vecteur accélération permet de caractériser la manière dont le ecteur vitesse instantanée varle dans le temps.

Le vecteur accélération moyenne caractérise la manière dont le vecteur vitesse instantanée varie entre la position initiale et la position finale sans tenir compte de son évolution durant le trajet. Les forces . Une force est une action extérieur exercée sur un corps et qui provoque une accélération ou une déformation de ce corps. Une force de contacte. Une force à distances. 1er principe de la mécanique. Le principe d’inertie Dans un référentiel d’inertie, si aucune force ne s’app de la mécanique. Dans un référentiel d’inertie, si aucune force ne s’applique sur un objet alors cet objet garde son état de mouvement. ème principe de la mécanique. Loi fondamentale de la mécanique ‘accélération subie par un objet est directement proportionnelle à la résultantes des forces qui lui sont appliquées et inversement proportionnelle à sa propre masse. (Accélération dans le sens + direction de la résultante des forces) 3ème principe de la mécanique. prlncipe des actions réciproques Chaque fois qu’un corps exerce une force sur un autre coprs, le econd corps exerce en même temps sur le premier une force. Ces deux forces ont la même direction mais sont de sens contraire. NOTE DU COURS : Une force est une grandeur vectorielle.

Une force possède . -un point d’application. -direction. -un sens. -une intensité. Dans F = m . d F = la force (cause de modification) D (conséquence : représentation de la force) M = masse de la quantité de matière(correspond à Icaractère du corps/objet qui quantifie sa tendance à s’opposer à la modification de son mouvement). Si objet immobile C FN + Fp FS statique dépend de la situation, ne peut être calculée que par ‘application de la loi de Newton mais a une valeur maximum possible mais au-delà de la uelle l’immobilité n’est plus possible. la pression exercée par l’objet sur la surface. FN est égale et opposé à F pression). Ily a trois facteurs : -nature du fluide = n (viscosité) -viscaux=le verre Une force qui déplace son point d’application effectue un travail. Ce travail est dit moteur si sa valeur est positive et résistant si sa valeur est négative. Deux facteurs peuvent influencer le travail : La grandeur de la force exercée Le déplacement du mobile (du point d’application de la force) btenu. Le travail effectué par uen force est donc proportionnel à deux facteurs : Le déplacement du point d’application de la force. a grandeur de sa composante horizontale. Donc . W = Fx. W = work Fxest la projection de F sur l’axe OX e côté adjacent à l’angle – d’un triangle rectangle dont l’hypoténuse est La grandeur de Fx peut êtyre calculée par l’expression : Fx=F cos W = F. d. cos . a Cas particulier Lorsque la ligne d’action PAGF t perpendiculaire à la déplace son point d’application d’une distance d’Im dans sa propre direction et son propre sens. La pulssance d’une source de travail est le travall moyen fourni par cette source en unité de temps. pz w/t L’unité de la puissance est le Watt (W) : le watt est une puissance d’une machine qui fournit 1 travail de 1 joule chaque seconde.

L’énergie produite peut être • Mise en réserve sous forme d’énergie cinétique. Mlse en réserve sous réserve potentielle. Transformé en énergie thermique. Le travail d’une force peut produire de l’énergie mécanique qui peut être mis en résepu’e soit sou forme d’énergie cinétique(l’objet est en mouvement) soit sous forme d’énergie potentielle (l’objet st mis à une certaine position en luttant contre une autre force qui part la suite pourra travailler pour restituer l’énergie emmagazinée).

Si la force n’est pas dans la même direction que le déplacement, seule la composante tangentielle travaille. EPP=m. g. f EPP énergie potentielle de pesanteur. = Fp. d = m. g. h 3. L’énergie mécanique a variation d’énergie cinétique d’un système matériel entre deux instants données est é ale à la somme algébrique des travaux effectués entre ce outes les forces parle d’une force conservatrice lorsque l’objet parcourt le chemin poursuivi dans Vautre sens. Le travail de la force peut donc donc être récupéré. (ex : force de pesanteur) Dans le cas inverse, on parle de valeur néo-conservatrice. ex :frottement (fluide)) W = + WNC L’énergie potentielle: Le travail est une force conservatrice ne dépendent pas du chemin parcouru. Wfc=- EP (La force élastique exercée par un ressort C] force conservatrice) Epe 1/2 k Q Théorème du travail : WFNC= E avec + EP Conservation de l’énergie mécanique . L’énergie mécanique d’un système qui est la somme de toutes les énergies potentielles et cinétiques contenue dans le système est onservée en absence de forces néo-conservatrices s’exerçant sur le système. En cas de chute libre : + = rn. v2 + m. . h = cste L’énergie cinétique se traduit par l’apparition d’un mouvement. f. d ssi f est constante Démonstration : (à ne pas connaitre juste pour compréhension de la formule final). X=xO+vO. t+1/2. a. t2 t=v-vO/a dont le travail entre deux points ne dépend pas du chemin parcouru. Une force dont le travail sur un chemin fermé est nulle Une force dont le travail peut être calculée en fonction de la position des points de départ et d’arrivée à partir d’une grandeur ppelée énergie potentielle. Epp=m. g. h Wp– Epp WP a0b -(Eppb-Epp a ) = -(m. . hb-m. g. ha) = m. g. ( ha-hb) Dans un ressort: F=m. g Epp=m. g. h FE=k. L Epe= h. k. L2 K2 la constant de raideur. La force exercée sur le ressort pour l’allonger de 1 m. Séquence 2 . L’énergie thermique (Notes prises en cours) Energie thermique chaleur énergie calorifique Energie mécanique Energie thermique mais on peut transformer l’un en l’autre. Ex : un moteur S’il est possible de transformer totalement l’énergie mécanique en énergie thermique, l’inverse est impossible. La chaleur et la températu ans le système solaire.

En effet le soleil étant plasmatique et occupant la majeure partie du système solaire. Les éclairs les jours d’orages et les néons sont également à l’état plasmique. (à l’état plasmlque, deux hydrogènes peuvent donner de fhélium (avec beaucoup de chaleur et pas beaucoup de déchets car l’hélium est un corps inerte)) (une vitre est liquide) Pour une formeoliaisons entre les molécules. Pour un volumeDgrands espaces intermoléculaires Un liquide n’a pas de forces de liaisons entre les molécules mais a des forces de pressions. 320f0 32. 100/1800c=17. 180T-111 looec -180C 68FD 68. 100/180ec=37. rc 100t= 310 kelvins- 38F ébullition de Peau. OOSF= 310 kelvins- to – du corps Degrés celsius : Le thermomètre plongé dans un bain d’eau de glace (OC) Dans l’eau entrain de bouillir au mileu de la mer, on plonge un thermomètre(1000, on subdivise entre les deux traits en 100 intervalles équidistants (échelle linéaire) Fahrenheit : O’C=320F I OOŒC =2120F OOF correspond à la fusion d’un alcool ‘échelle de température du fahrenheit est référenciée par la température du nombril de sa femme. Kelvin (début du 20èmesiè