Travail d'une force
En physique, une force fonctionne lorsqu'elle agit sur un corps et qu'il y a déplacement du point d'application dans la direction de la force.
Le travail effectué par une force agissant sur un corps est la force le long de la direction du déplacement multipliée par le déplacement du point d'application.
C'est la force qui fait le travail, et non l'agent qui a créé la force. Le mouvement est une exigence du travail.
Comme l'énergie, c'est une grandeur scalaire, avec des unités SI de joules. La conduction thermique n'est pas considérée comme une forme de travail, car il n'existe pas de force mesurable à l'échelle macroscopique, seules des forces microscopiques se produisant lors de collisions atomiques. Le terme travail a été créé dans les années 1830 par le mathématicien français Gaspard-Gustave Coriolis.
Selon le théorème du travail-énergie, si une force externe agit sur un objet rigide, faisant passer son énergie cinétique de Ek1 à Ek2, alors le travail mécanique (W) est donné par :
W = Δ E k = E k 2 - E k 1 = m v 2 2 2 - m v 1 2 2 {\displaystyle W=\Delta E_{k}=E_{k_{2}}-E_{k_{1}}={\frac {mv_{2}^{2}}{2}}-{\frac {mv_{1}^{2}}{2}}}
où m est la masse de l'objet et v est la vitesse de l'objet.
Si une force constante F agit sur un objet alors que l'objet est déplacé d'une distance d, et que la force et le déplacement sont parallèles l'un à l'autre, le travail effectué sur l'objet est le produit de F et d :
W = F ⋅ d {\displaystyle W=F\cdot d}
Si la force et le déplacement sont dans la même direction, le travail est positif. Si la force et le déplacement sont dans des directions opposées, le travail est négatif. Par exemple, le travail effectué par le poids sur un livre soulevé est négatif. Cela est dû au fait que le poids vers le bas est dans la direction opposée au déplacement vers le haut.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que le travail en physique ?
R : Le travail est la force que subit un objet lorsqu'une force lui est appliquée pendant un certain temps.
Q : Comment le travail est-il représenté mathématiquement ?
R : Le travail est représenté par la formule W=Fs cos è, où W représente le travail, F représente la magnitude de la force, s représente le déplacement et cos è représente l'angle entre la direction de la force et la direction réelle du déplacement.
Q : Que se passe-t-il s'il y a un angle entre la direction de la force et le déplacement ?
R : S'il y a un angle entre la direction de la force et le déplacement, le travail effectué sera moindre car il sera moins efficace que de pousser dans une direction parallèle. Plus l'angle est perpendiculaire (90°) à la direction de la force, plus le travail s'approche de zéro. Si le déplacement est supérieur à 90°, le mouvement global sera dans la direction opposée à celle prévue par la force, ce qui entraîne un travail négatif.
Q : La conduction thermique est-elle considérée comme une forme de travail ?
R : Non, la conduction thermique n'est pas considérée comme une forme de travail car aucune force mesurable au niveau macroscopique n'est présente ; seules des forces microscopiques se produisent dans les collisions atomiques.
Q : Qui a créé le terme "travail" ?
R : Le terme "travail" a été créé par le mathématicien français Gaspard-Gustave Coriolis dans les années 1830.
Q : Que dit le théorème Travail-Énergie ?
R : Selon le théorème Travail-Energie, si une force externe agit sur un objet rigide et fait passer son énergie cinétique de Ek1 à Ek2, le travail mécanique (W) peut être calculé en utilisant mv2/2 - mv1/2 , où m représente la masse et v la vitesse.
