CH4 TRAVAIL ET PUISSANCES MECANIQUES

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CH4 TRAVAIL ET PUISSANCES MECANIQUES

• Travail dune force
• 1.1 Force
• Une force est une grandeur vectorielle notée
  
• Elle possède un point dapplication une
  direction un sens une intensité ( sa valeur )
  notée F unité le Newton ( N ).
• 1.2 Travail dune force constante
• Une force est dite constante lorsquelle
  conserve sa direction, son sens, son intensité.
• 
  
• 
  a
  a
• A
  B A
  B
• W A B( )
  F.AB.cosa F en N AB en m W en Joules ( J )
  

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• Le travail W A B( ) effectué par
  une force constante au cours dun déplacement
• de son point dapplication est le
  produit scalaire
• Exercice 1
• Le travail est une grandeur algébrique
• Si 0 lt a lt p/2 rad , 0 lt cos a lt 1
  W gt 0 est une force motrice.
• Elle participe au déplacement de son point
  dapplication. Le travail est moteur.
• Si p/2 lt a lt p rad -1 lt cos a lt 0
  W lt 0. est une force
  résistante.
• Elle ne participe pas au déplacement de son point
  dapplication. Le travail est résistant.
• Le travail dune force constante est indépendant
  du trajet suivi. Il ne dépend que de la position
  initiale et de la position finale du point
  dapplication de cette force.
• Exemple le travail de la force de pesanteur.
• Exercice 2

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• 1.3 Travail dune force appliquée à un solide en
  rotation
• 1.3.1 Travail dune force de moment constant.
• 
  Axe ?
• Droite daction de
• 
  r O
• A
• Le moment dune force notée T est le produit de
  F par la distance r séparant le point
  dapplication de la force de laxe de rotation
  ?.
• T F.r T en Newton-mètre ( N.m ) F en N
  r en m.
• Le travail dune force , de moment
  constant T, au cours dune rotation dangle ?
  autour dun axe fixe ? est le produit T. ?
• W ( T ) T. ? W en Joules ( J ) T en N.m
  T en rad ( toujours ).

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• 1.32 Travail dun couple de moment constant
• 
  
• A
  B
• 
  O
• -
• Un couple de forces deux forces de même
  direction avec des droites daction parallèles,
  sens opposés, même intensité.
• Le moment du couple T ( en N.m )
• T F.AB et W ( T ) T.?
• Si le couple de forces favorise le mouvement, il
  est moteur et W gt 0 .
• Si le couple soppose ( freine ) le mouvement, il
  est résistant et W lt 0.

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2. Énergie

• 2.1 Transformations dénergie
• Énergie Grandeur qui représente la capacité
  dun corps ou dun système à produire un travail,
  à élever une température, .
• Différentes formes
• calorifique ( thermique ), électrique,
  mécanique, chimique, électromagnétique,
  nucléaire,..
• Le travail est une transformation dénergie en
  une autre forme dénergie.
• Exemple dune chaîne de transformations
• .
• Énergie énergie
  énergie énergie
• chimique thermique
  mécanique électrique

Combustion de pétrole
Turbine à vapeur
Alternateur
Moteur électrique
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2.2 Principe de la conservation de lénergie

• Lénergie totale dun système isolé reste
  constante.
• 
  
• We
  Wm
• 
  Wp
• Pour le système  moteur électrique , Wm est
  lénergie utile. Cest ce que délivre le moteur.
• We cest lénergie reçue ( ou absorbée ) par le
  moteur électrique.
• Wp cest lénergie perdue. Elle peut être sous
  forme dénergie thermique.
• Wp Wf WJ Wfr où Wf pertes dans le
  fer WJ pertes par effet Joule
• Et Wfr pertes pour vaincre les frottements.

Machine outil
Moteur électrique
We Wm Wp
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2.3 Énergie cinétique

• Un corps en mouvement de translation ayant une
  masse m et une vitesse v a une énergie cinétique
  
• Ec m en kg v en m/s Ec en
  Joule ( J ).
• Un corps en mouvement de rotation ayant un moment
  dinertie J et une vitesse de rotation O a une
  énergie cinétique
• EC J en kg.m2 O en rad/s Ec
  en Joule.

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3. Puissance

• 3.1 Puissance moyenne
• Si une force effectue un travail ?W
  pendant une durée ?t, elle développe une
  puissance moyenne P.
• P
  P en Watts, ?W en J ?t en secondes.
• 3.2 Puissance instantanée
• p dW travail effectué
  entre t et t dt
• dt durée très
  courte.
• Cas dune translation

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Cas dune rotation dW T.d?

• 
  p en W T en N.m O en rad/s.
• 3.3 Bilan. Rendement.
• Pa
  Pu
• 
  p
• Pa puissance absorbée ( consommée, reçue )
• Pu puissance utile ( puissance que le système
  fourni )
• p puissances perdues quon appelle pertes ( par
  effet Joule, les frottements, dans le fer )
• Le rendement ?
  ? est un nombre inférieur ou égal à 1

Système