Effet d'une force constante sur l'énergie cinétique [PHYSIQUE 1éres C , D et E : Énergie mécanique .]

Effet d'une force constante sur l'énergie cinétique

Force perpendiculaire au vecteur vitesse

Considérons un solide en translation sans frottement sur une table.

D'après le principe d'inertie, le solide conserve sa vitesse donc son énergie cinétique. Il est soumis à l'action de deux forces le poids $\vec{P}$ et la réaction $\vec{R}$ , toutes les deux perpendiculaires au vecteur vitesse.

Forces perpendiculaires au vecteur vitesse

Fondamental :

Une force perpendiculaire au vecteur vitesse ne modifie pas l'énergie cinétique.

Force parallèle au vecteur vitesse

Considérons un mouvement de chute libre (mouvement dont la seule force qui agit sur le solide est son poids ; mouvement dans l'air où les résistances de l'air sont négligeables).

Force opposée au vecteur vitesse

Lançons un solide verticalement vers le haut, pendant la phase d'ascension (montée), il ralentit, son énergie cinétique diminue.

Force parallèle au vecteur vitesse (force et vecteur vitesse orientés dans le sens opposé)

Force parallèle et de même sens que le vecteur vitesse.

Lâchons le solide, pendant son mouvement vers le bas, il tombe de plus en plus vite suivant la verticale. Son énergie cinétique augmente.

Force parallèle au vecteur vitesse ( force et vecteur vitesse orientés dans le même sens)

Fondamental :

Une force appliquée à un solide en translation et parallèle au vecteur vitesse, modifie son énergie cinétique.

Cas d'une force quelconque

Une force quelconque peut-être décomposée en deux composantes : $\vec{F} = \vec{F_{N}} + \vec{F_{T}}$

$\vec{F_{T}}$ parallèle au vecteur vitesse et qui modifie l'énergie cinétique.

$\vec{F_{N}}$ normal au vecteur vitesse et qui est sans effet sur l'énergie cinétique.