Rappel de cours

Transferts d’énergie dans le cas d’une chute libre

Un objet en chute libre n’est soumis qu’à une seule force : son poids.
On peut se ramener à cette situation idéale lorsque les autres forces auxquelles un objet est soumis sont négligeables devant le poids de l’objet (exemple : la chute d’une boule de pétanque ou le lancer de marteau en athlétisme).

Dans ce cas, la quantité Epp + Ec est conservée au cours du mouvement, Ec étant l’énergie cinétique de l’objet.
Si ce dernier est supposé ponctuel, de masse m et de vitesse v dans le référentiel choisi, on peut écrire :

Energie mécanique

On peut illustrer cette égalité par la représentation graphique des fonctions Epp et Ec ainsi que Epp+Ec au cours du temps :

Courbes Ec, Ep, E

Transferts d’énergie dans le cas du mouvement d’un solide soumis à des forces
dont seul le poids a un travail non nul

La situation précédente peut s’appliquer au cas d’un système soumis à plusieurs forces à la condition que la somme des travaux des forces corresponde au travail du poids du système.
C’est le cas par exemple du skateur (personnage + planche à roulette) si les forces de frottements exercées par l’air ou le sol sur le système sont négligeables devant le poids de ce dernier.

skateur sur piste Le skateur sur cette figure n’est soumis qu’à son poids et la réaction du support, les autres forces étant supposées négligeables devant ces deux premières.
La réaction du support étant à chaque instant perpendiculaire à la direction du mouvement, le travail de cette dernière est nulle, quelque soit le déplacement du skateur.
Seul le poids travaille et la quantité Epp + Ec est donc conservée.

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