Qu'est-ce que « Force conservative ; énergie potentielle » ? — Physique

Définition 13.5 Physique universitaire — 1re année · Chapitre 13 — Travail, énergie et énergie potentielle

Une force est conservative si son travail entre deux points ne dépend pas du chemin suivi. De façon équivalente, il existe une fonction de la position, l’énergie potentielle $E_p$ , telle que

W_{A\to B} = E_p(A) - E_p(B) = -\Delta E_p , \qquad \delta W = -\dd E_p ,

$E_p$ étant définie à une constante additive près (un choix d’origine).

Exemples

Exemple 13.11 (Énergie perdue par frottement)

Un bloc descend une pente d’angle $\alpha$ et de hauteur $h$ avec un frottement de glissement $\mu_d$ : $W_{\text{nc}} = -\mu_dmg\cos\alpha \times h/\sin\alpha = -\mu_dmgh\cot\alpha$ , donc $\tfrac12 mv^2 = mgh(1 - \mu_d\cot\alpha)$ . Pour $h = 2.0\,\mathrm{m}$ , $\alpha = 30^\circ$ , $\mu_d = 0.20$ : $v = 5.1\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ au lieu de $6.3\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ ; un tiers de l’énergie potentielle est passé en chaleur.

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