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Le principe de conservation de l'énergie mécanique


Le principe de conservation de l'énergie mécanique



Le principe de conservation de l'énergie mécanique est un concept fondamental en physique qui stipule que dans un système isolé, l'énergie mécanique totale reste constante au cours du temps, à moins qu'il n'y ait une force non conservatrice agissant sur le système.


L'énergie mécanique d'un système est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle. L'énergie cinétique est associée au mouvement d'un objet et dépend de sa masse et de sa vitesse. L'énergie potentielle est associée à la position d'un objet dans un champ de force, tel que la gravité, et dépend de la hauteur et des propriétés du système.


Lorsqu'un système est isolé, cela signifie qu'aucune force externe non conservatrice, comme le frottement ou la résistance de l'air, n'agit sur le système. Dans de telles conditions, l'énergie mécanique totale du système reste constante.


Le principe de conservation de l'énergie mécanique peut être exprimé mathématiquement comme suit :


E_mécanique = E_cinétique + E_potentielle = constante


Cela signifie que si l'énergie cinétique d'un objet augmente, alors son énergie potentielle correspondante doit diminuer, et vice versa, de sorte que la somme totale de l'énergie mécanique reste constante.


Cependant, il est important de noter que le principe de conservation de l'énergie mécanique ne s'applique que dans un système isolé, c'est-à-dire lorsque les seules forces agissant sur le système sont des forces conservatrices, telles que la gravité ou la force élastique. Si des forces non conservatrices sont présentes, comme le frottement, l'énergie mécanique du système peut changer au fil du temps, car ces forces dissipent de l'énergie sous forme de chaleur ou d'autres formes d'énergie non mécanique.


En résumé, le principe de conservation de l'énergie mécanique énonce que dans un système isolé, l'énergie mécanique totale, composée de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle, reste constante au cours du temps, tant qu'aucune force non conservatrice n'agit sur le système. C'est un concept essentiel pour comprendre le comportement énergétique des systèmes physiques.

Les 3 lois de Newton



Première loi de Newton :

Dans un référentiel galiléen, le vecteur vitesse du centre d'inertie d'un système est constant 
si et seulement si la somme des vecteurs forces qui s'exercent sur le système est un vecteur nul.

Deuxième loi de Newton :

Dans un référentiel galiléen, la somme vectorielle  des forces appliquées à un objet ponctuel est égale au produit de la masse de l’objet par son vecteur accélération.

\sum{\vec{\mathrm{F}}_i} = m \vec{a}

  • \vec{\mathrm{F}}_i  : désigne les forces extérieures exercées sur l'objet
  • m    : la masse
  • \vec{a}    :  l'accélération de son centre d'inertie .

  • ·         Cette loi permet l'étude quantitative du mouvement des corps .
  • ·         on remarque aussi que si F = 0 alors a = 0 , on retrouve alors la première loi.
  • ·         Cette loi est aussi appelé :  théorème du centre d’inertie.


Troisième loi de Newton :

     Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'intensité égale, de même direction

 mais de sens opposé, exercée par le corps B.

A et B étant deux corps en interaction, la force \vec{\mathrm{F}}_{\mathrm{A/B}} (exercée par A sur B) et la force \vec{\mathrm{F}}_{\mathrm{B/A}} (exercée par B sur A) qui décrivent l'interaction sont directement opposées :

\vec{\mathrm{F}}_{\mathrm{A/B}} = -\vec{\mathrm{F}}_{\mathrm{B/A}}
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