Chapitre 15
Bilan
Études énergétiques en mécanique
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Principales notions
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Les éléments essentiels de la modélisation
En mécanique, une étude énergétique peut se réaliser :
Cette non-conservation peut être exploitée en déterminant le travail d'une force dissipative ou l'intensité de cette force.
- soit en négligeant la présence de forces dissipatives (ex. : les frottements fluides). Dans ce cas, l'énergie mécanique se conserve et il est possible d'estimer la position et/ou la vitesse du système à n'importe quel instant de son mouvement ;
- soit en tenant compte des forces de frottement. Dans ce cas, l'énergie mécanique ne se conserve pas.
Cette non-conservation peut être exploitée en déterminant le travail d'une force dissipative ou l'intensité de cette force.
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Les limites de la modélisation
Le théorème de l'énergie cinétique exige de préciser le référentiel dans lequel se fait l'étude. Il est valable
dans le référentiel terrestre pour des vitesses de déplacement suffisamment petites, mais il n'est pas
valable pour certains référentiels non galiléens comme un manège en rotation par exemple.
- L'étude ne porte ici que sur des forces constantes. Dans le cas de forces variables dans le temps, l'expression mathématique du travail fait appel à des intégrations, elle est donc plus complexe.
- Enfin, l'énergie de rotation propre au corps en mouvement est négligée par souci de simplification dans les calculs. Dans le cas d'une balle de tennis tapée avec un effet par exemple, elle peut pourtant être non négligeable dans un bilan énergétique.
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