Travail et puissance

Exercice 1

Mots croises

Force qui agit sur un objet, menant ce dernier à se déplacer  TRAVAIL

Travail effectué par unité de temps  PUISSANCE
Branche de la science qui étudie le mouvement et de l'équilibre des corps  MECANIQUE

Se dit du travail d'une force qui favorise le déplacement.  MOTEUR

Relatif au travail d'une force qui s'oppose au déplacement. RESISTANT

Unité du travail JOULE

Unité de la puissance WATT

Rapport d'une longueur par un temps   VITESSE

Action mécanique exercée sur un objet    FORCE

Grandeur physique mesurée par une horloge.  TEMPS

Unité de temps  SECONDE

Autre unité de puissance CHEVAL VAPEUR

Autre unité de travail    WATTHEURE

Unité légale de la distance    METRE

Exercice 2

Choisir la bonne réponse

1. Une force est dite conservative si :

a. le travail de cette force est nul.

b. le travail de cette force est indépendant du chemin suivi par le système.

c. le travail de cette force est indépendant de l'état final du système.

2. Le travail d'une force s'exprime en :

a. Joule $(J)$                                                   

b. Newton $(N)$                                    
 
c. Watt $(W)$

Complète les phrases suivantes par les mots : durée, joule, intensité, watt, moteur, longueur, travail, résistant, déplacement.

Le travail d'une force constante colinéaire au déplacement est égal au produit de l' $\dots \dots \dots$ de la force par la $\dots \dots \dots$ du déplacement de son point d'application.

Dans le système international, le $\dots \dots \dots$ est l'unité de travail.

Un travail est dit $\dots \dots \dots$ si la force et le $\dots \dots \dots$ ont même sens.

Il est dit $\dots \dots \dots$ si la force et le $\dots \dots \dots$ sont de sens contraire.

La puissance moyenne d'une force est le quotient du $\dots \dots \dots$ par la $\dots \dots \dots$ mise à l'effectuer.

Le $\dots \dots \dots$ est l'unité de puissance dans le système international.

Exercice 3

Recopie et complète les phrases suivantes

1. Le travail d'une force s'exprime en $\dots \dots \dots$ et noté $\dots \dots \dots$

2. Une force effectue un travail $w$ quand son $\dots \dots \dots$ se déplace.

3. Le travail d'une force constante et colinéaire au déplacement est proportionnel à  $\dots \dots \dots$ de la force et à la $\dots \dots \dots$
$ du déplacement de son points d'application.

4. Si la force s'oppose au déplacement, son travail est $\dots \dots \dots$

5. Quand la $\dots \dots \dots$ d'une force est perpendiculaire à son déplacement son travail est $\dots \dots \dots$

6. La puissance mécanique d'une force constante est le quotient du travail de celle-ci par le $\dots \dots \dots$ Son unité internationale est le $\dots \dots \dots$

7. De deux machines la moins puissante est celle qui effectue le même travail pendant le temps le $\dots \dots \dots$

8. Le wattheure est l'unité du $\dots \dots \dots$

Exercice 4

Sur un mobile en déplacement sur une route horizontale s'exercent les forces suivantes :

$-$son poids d'intensité $P=2800N$

$-$La réaction de la route perpendiculaire à celle-ci de même intensité que le poids $(R=P)$

$-$La force motrice colinéaire au déplacement, de même sens et d'intensité $F=5600N$

$-$Les forces de frottement représentées par une force unique colinéaire au déplacement de sens contraire et d'intensité $f=1400N$

1. Représenter par des vecteurs les forces appliquées au mobile qu'on assimilera à un point matériel.

Échelle : $4cm⟶2800N$

2. Le mobile a effectué un déplacement de $0.5km$, calculer le travail de la force motrice.

3. Quel est le travail du poids sur le même déplacement ? Justifie

Exercice 5

Un ascenseur met $30s$ pour descendre les étages d'un immeuble ; sa masse à vide est $m=200kg.$

Lors d'une descente de $24m$ à vitesse constante, il transporte $3$ personnes de masse moyenne égale à $70kg$ chacune.

3.1. Calcule le poids de l'ascenseur (charge comprise).

3.2. Calcule le travail effectué par le poids de l'ascenseur chargé au cours de la descente.
Ce travail est-il moteur ou résistant ?

Justifie.

3.3. Trouve la puissance mécanique développée lors de cette descente.

Calcule la vitesse de déplacement de l'ensemble.

On donne l'intensité de la pesanteur : $g=10N\cdot k{g}^{-1}$
 
Exercice 6

Un mobile $M$, sous l'action d'une force $\overrightarrow{F}$ constante se déplace d'une longueur $L$ pendant une durée $t$ avec une vitesse constante $v$ colinéaire à $F$ et de même sens.

1. Montre que la puissance se met sous la forme : $P=F\cdot V$

Une charge est soulevée à $3.1m$ du sol en $3.2s$
La force nécessaire à cette opération reste constante et dirigée suivant la verticale.

La puissance moyenne de cette force est de $600W$
 
2. Détermine la valeur de cette force

Exercice 7

Un petit wagon sans moteur de masse $m=200kg$ parcourt le trajet $(AD)$ comportant une descente $(AB)$, une montée $(BC)$ et une descente $(CD)$$

On donne les différentes altitudes : entre $A$ et $D$ : $h_1=10m$ , entre $B$ et $D$ : $h_2=10m$ et entre $C$ et $D$ : $h_3=7m$

1. Calcule l'intensité $P$ du poids du wagon.

$(g=10N/kg)$

2. Représente le poids aux points $A$ et $D.$
 
Échelle : $1cm500N$

3. Précise la nature du travail du poids sur : la portion $AB$, la portion $BC$ et la portion $CD$

4. Calcule le travail accompli par le poids du wagon durant tout le trajet.

5. Calcule la puissance mécanique correspondante sachant que le trajet a été parcouru en $40s$