- il y a 17 heures
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Catalogue de vidéos disponibles : https://docs.google.com/spreadsheets/d/1YyOoi0plYR197o06WGSnkBBsEnFOnrWhrU4VphcoaZ4/edit
Exercices disponibles ici : https://drive.google.com/drive/folders/1CiIkfSK4i_a7M91n0Fg_F1k-LecKcxS5?usp=sharing
Que la Forge soit avec toi !..
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Que la Forge soit avec toi !..
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ÉducationTranscription
00:26L'énergie cinétique
00:30C'est parti !
00:31Par énergie cinétique, on désigne l'énergie possédée par un corps, du fait de son mouvement de translation et ou
00:37de rotation par rapport à un référentiel donné, supposé fixe.
00:42Par ailleurs, la température d'un corps est directement liée à l'énergie cinétique des molécules et atomes le constituant.
00:48Plus ces particules sont en mouvement, plus elles recèlent d'énergie cinétique, et plus la température du corps considéré est
00:55élevée.
00:56Elle se calcule ainsi.
00:58EC égale à un demi, fois M, fois V au carré.
01:01EC est l'énergie cinétique, en joules, M est la masse du mobile, en kilogras, et V sa vitesse, en
01:08mètres par seconde.
01:09C'est cette énergie que ton véhicule doit dissiper pour éviter de trucider quelqu'un, que ce soit toi ou
01:15une innocente victime, comme ce petit chien.
01:18Seulement, en fonction de ta vitesse, sert à prendre un certain temps, donc une certaine distance, et pour éviter que
01:24ce soit trop court, car il sera toujours trop tard pour réagir, il vaut mieux prévoir suffisamment d'espace devant
01:30toi, par exemple en respectant, au minimum, les distances de sécurité préconisées.
01:35Je te propose un petit exercice pour te montrer l'ordre de grandeur de l'énergie cinétique accumulée sur la
01:41route.
01:42M 30, énergie cinétique d'un véhicule
01:45Question 1, influence de la vitesse
01:48Une voiture de masse 800 kg a une vitesse qui passe de 50,0 km par heure, à 90,0
01:56km par heure.
01:57De combien varie son énergie cinétique ?
02:00EC1 est l'énergie cinétique de la voiture à 50,0 km par heure, donc, un demi fois 800, sa
02:07masse en kilogramme, fois, 50,0 sur 3,60, au carré.
02:12Pourquoi cette division par 3,60 ?
02:16Pour transformer les kilomètres par heure en mètres par seconde, unité de la vitesse dans cette formule.
02:22Le résultat est de 77,2 fois 10 puissance 3 joules, soit 77,2 kilojoules.
02:29EC2 est l'énergie cinétique de la voiture à 90,0 km par heure, donc, un demi fois 800, sa
02:36masse en kilogramme, fois, 90,0 sur 3,60, au carré.
02:42Pourquoi cette division par 3,60 ?
02:45Toujours pour transformer les kilomètres par heure en mètres par seconde, unité de la vitesse dans cette formule.
02:51Le résultat est de 250 fois 10 puissance 3 joules, soit 250 kilojoules.
02:57Delta EC est la différence d'énergie cinétique entre ces deux vitesses, de valeur 173 fois 10 puissance 3 joules,
03:04soit 173 kilojoules.
03:07Pour information, un joule est l'énergie requise pour élever d'un mètre, un objet de 100 grammes dans le
03:12champ de pesanteur terrestre,
03:13où c'est l'énergie nécessaire pour augmenter la température d'un degré Celsius, d'un gramme d'air sec,
03:18soit un volume d'un litre d'air.
03:21Donc 173 kilojoules, c'est énorme comme différence d'énergie.
03:25C'est équivalent à l'énergie qu'il faut fournir pour soulever d'un mètre une masse de 17,3
03:30tonnes, soit 3 éléphants mâles d'Afrique.
03:32Next
03:34Question 2. Influence de la masse
03:36Une voiture de 800 kg et un poids lourd de 40,0 tonnes roulent tous les deux à 50,0
03:44km par heure.
03:45Calculez leur énergie cinétique.
03:48EC1 est l'énergie cinétique de la voiture à 50,0 km par heure, donc, un demi fois 800, sa
03:55masse en kilogramme, fois, 50,0 sur 3,60, au carré.
04:00Pourquoi cette division par 3,60 ?
04:04Pour de nouveau transformer les kilomètres par heure en mètre par seconde, unité de la vitesse dans cette formule.
04:10Le résultat est de 77,2 fois 10 puissance 3 joules, soit 77,2 kilojoules.
04:17EC2 est l'énergie cinétique du poids lourd à 50,0 km par heure, donc, un demi fois 40,0
04:24fois 10 puissance 3, sa masse en kilogramme, fois, 50,0 sur 3,60, au carré.
04:31Pourquoi cette division par 3,60 ?
04:34Pour une nouvelle fois transformer les kilomètres par heure en mètre par seconde, unité de la vitesse dans cette formule.
04:41Le résultat est de 3,86 fois 10 puissance 6 joules, soit 3,86 mégajoules.
04:47Un conseil, ne coupe jamais la route à un poids lourd, le choc sera d'une brutalité hors norme, et
04:53il te sera fatal.
04:55Paragraphe suivant, dans lequel je vais définir l'énergie potentielle de pesanteur.
04:59C'est parti.
05:01C'est une énergie stockée, prête à être convertie en une autre forme, comme l'énergie cinétique si l'objet
05:07se met en mouvement, par exemple, une chute libre, comme ce wagon sur cette portion de piste.
05:13En haut, énergie potentielle au max, en bas, énergie cinétique à donf, donc vitesse, qui va très vite.
05:20Un point crucial à comprendre, la valeur de l'énergie potentielle de pesanteur est relative.
05:25Elle dépend entièrement du point de référence, l'origine, ou z égale à zéro, que tu définis.
05:31Par exemple, sur ce repère, le niveau de référence est situé au sol.
05:36Par contre sur celui-ci, il est situé au niveau du point de lancement du premier repère.
05:41Le principal est d'être en accord soit avec l'énoncé, soit avec la logique.
05:46Tu ne prendras jamais une origine au sommet d'une montagne, ou en dessous du niveau de la mer.
05:51Elle se calcule ainsi.
05:53EPP est égale à M, fois G, fois Z.
05:57EPP est l'énergie potentielle de pesanteur, en joules.
06:00M est la masse du mobile, en kilogrammes.
06:04G est la constante de pesanteur, en mètres par seconde au carré, ou en newton par kilogramme.
06:09Z est l'altitude du mobile, en mètres.
06:13Je te propose un petit exercice pour appliquer la formule dans un cas concret.
06:17On lâche un caillou, sans vitesse initiale, du haut d'une falaise de 20 mètres de haut.
06:22Le caillou a une masse de 400 grammes.
06:25On néglige les frottements de l'air, vu que la chute est relativement courte,
06:29et on prend comme référence l'altitude ZB égale à zéro mètre, du pied de la falaise.
06:34Question 1, et ce sera à cela traiter, déterminer l'énergie potentielle de pesanteur du caillou au moment de le
06:40lâcher.
06:41Première chose à faire pour visualiser le problème, transformer le blabla en schéma.
06:46Et voilà.
06:48C'est plus clair.
06:49Le caillou a 20 mètres de hauteur, masse de 400 gras, dans un champ gravitationnel terrestre.
06:55Y'a plus qu'à appliquer la formule.
06:58EPT est égal à 400 fois 10 puissance moins 3, masse en kilogramme, fois 9,81, gravité terrestre, fois 20,
07:06altitude par rapport à la référence, en mètres, ce qui donne 78 joules.
07:10En sécurité au travail, et en physique appliquée, on considère souvent qu'un impact de plus de 50 joules sur
07:17une zone vulnérable, comme le crâne, peut être fatal ou causer des dommages irréversibles.
07:22Par curiosité, je vais calculer la vitesse d'impact au sol.
07:27Comme les frottements sont négligés, l'énergie potentielle de pesanteur sera intégralement transformée en énergie cinétique, tu vas le voir
07:34un peu plus tard dans cette vidéo, donc EPT sera égal à 1 demi, fois M, fois VO carré.
07:40J'isole la vitesse, égale à racine carré 2, 2 EPP sur M, ce qui donne 19,8 mètres par
07:46seconde, soit 71 km par heure.
07:49Big Refichtre sa paire hippopette.
07:52C'est énorme.
07:54C'est un peu comme recevoir une balle de tennis lancée par un professionnel, mais avec la dureté et la
07:59densité d'une pierre de 400 grammes.
08:01L'énergie est concentrée, le caillou frappe sur une petite surface, ce qui augmente la pression, et le risque de
08:08fracture crânienne.
08:09De plus, le corps n'a pas le temps de se contracter pour absorber une partie du choc.
08:14Donc deux choses.
08:16La première, quelle que soit la raison, qui sera toujours débile, tu ne lances rien par-dessus bord du haut
08:22de n'importe quelle hauteur, falaise, pont, terrasse, rooftop.
08:27Même une goutte d'eau peut se transformer en arme meurtrière, donc non seulement tu es bien trop jeune pour
08:32aller en prison,
08:32mais pourras-tu porter le fardeau d'avoir été la cause de la mort prématurée d'une personne qui n
08:37'a rien demandé,
08:37et qui est passée au mauvais endroit au mauvais moment.
08:41La seconde, si tu dois longer des remparts ou un immeuble en travaux, change de trottoir, ou porte un casque
08:46de chantier.
08:48Certes, ce n'est pas trop discret, ni saillant, mais ta sécurité avant tout.
08:53Paragraphe suivant, dans lequel je vais définir l'énergie potentielle élastique.
08:57C'est parti.
08:59C'est l'énergie accumulée par un ressort, comprimé ou étiré, comme cet archer qui bande le bois de son
09:04arc pour le mettre en contrainte,
09:06créant ainsi une tension à l'origine de cette énergie potentielle, qui se détermine avec la formule suivante.
09:12EPX égale à un demi, fois K, fois X au carré.
09:16Elle ressemble beaucoup à la formule de l'énergie cinétique, tu ne trouves pas.
09:21EPX est l'énergie potentielle élastique, en joules.
09:24K est le coefficient de raideur du ressort, en newtons par mètre.
09:28X est l'allongement ou le raccourcissement du ressort par rapport à la longueur à vide, en mètres.
09:34Un ressort, comprimé ou allongé, qui est brutalement relâché, prend de la vitesse.
09:39Par conséquent, un ressort dispose d'une énergie potentielle élastique, et d'une énergie cinétique.
09:45Sans frottement, EPXI plus ECI, égale à EPXF plus ECF, avec l'indice I, pour initial, et l'indice F,
09:54pour final.
09:55Le ressort aura ainsi trois positions particulières.
09:59Les deux premières, opposées, avec une énergie potentielle élastique maxima, ressort complètement étirée ou comprimée,
10:06ce qui implique une énergie cinétique nulle, visible sur les second et quatrième ressort en partant du haut.
10:11De même, l'énergie cinétique est maximale, ressort en position d'équilibre, avec une énergie potentielle élastique nulle, ressort 1
10:19et 3.
10:20C'est logique quand tu y penses, une fois ce ressort comprimé, la vitesse acquise par le projectile,
10:26par exemple une flèche en mousse, sera maximale au moment où le ressort reprendra sa position d'équilibre,
10:32la longueur X0, qui sera forcée par une butée, le fameux, clac, lors de l'utilisation, l'empêchant de s
10:39'allonger plus.
10:40Je te propose un petit exercice pour appliquer la formule dans un cas concret.
10:45On suspend une masse L égale à 2 kg à un ressort fixé au plafond.
10:49Immédiatement, le ressort est étiré de delta X égale à 50 cm, jusqu'à obtenir une nouvelle position d'équilibre,
10:56à une hauteur de H égale à 3 mètres du sol.
10:59Quelle est l'énergie potentielle totale stockée ?
11:02Donnez, K égale à 40 N par mètre, G égale à 10 mètres par seconde au carré,
11:07et pas mètres par seconde, une erreur d'unité dans l'énoncé, dont la rédaction a été confiée à un
11:12ou une stagiaire,
11:13ou pire, à une intelligence artificielle.
11:16Tu vas commencer par calculer l'énergie potentielle élastique.
11:21EPX est égale à 1 demi, fois 40, la valeur de K, fois, 50 fois 10 puissance moins 2, au
11:27carré,
11:27la valeur de l'allongement, en mètres, ce qui donne 5 joules.
11:31Tu termines avec l'énergie potentielle de pesanteur, égale à 2, la masse en kg, fois 10,
11:37la valeur de G, fois 3, l'altitude finale H, en mètres, ce qui fait 60 joules.
11:42L'énergie potentielle totale stockée sera la seule de ces deux énergies, soit 65 joules.
11:49Aussi simple que ça.
11:51Paragraphe suivant, dans lequel je vais définir l'énergie potentielle électrostatique.
11:56C'est parti !
11:58L'énergie potentielle électrostatique d'une charge électrique Q, placée en un point P,
12:02baignant dans un potentiel VP, est définie comme le travail à fournir pour transporter cette charge
12:07depuis l'infini, de potentiel nul, jusqu'à la position P.
12:11Elle vaut EPE égale à Q fois VP.
12:14EPE est l'énergie potentielle électrostatique, en joules.
12:18Q est la charge de la particule, en coulons.
12:21VP est le potentiel appliqué en un point P, en volts.
12:25Formule très simple à apprendre, mais très facile à oublier, surtout le jour où elle te sera utile donc,
12:31je te propose un petit exercice pour l'appliquer dans un cas concret.
12:35Calculez, en méga électron-volts, l'énergie reçue par une particule, un ion hélium HE2+,
12:41quand elle est accélérée par une tension électrique U égale à 10 puissance 6 volts.
12:46OK.
12:47L'hélium a une charge de plus, donc sa charge est de deux E, avec E qui représente la charge
12:52élémentaire,
12:53valant 1,6 fois 10 puissance moins 19 coulons, ce qui donne une charge d'ion égale à 3,2
12:59fois 10 puissance moins 19 coulons.
13:01EPE égale à 3,2 fois 10 puissance moins 19, fois 1 fois 10 puissance 6, la tension grand U,
13:08en volts, soit 3,2 fois 10 puissance moins 13 joules.
13:12Sachant qu'un électron-volts correspond à 1,6 fois 10 puissance moins 19 joules,
13:17il suffit de diviser le 3,2 fois 10 puissance moins 13 par cette valeur, pour obtenir 2,0 fois
13:2310 puissance 6 électron-volts, ou EV, soit 2,0 méga électron-volts, ou MEV.
13:29Petit point important, il est impératif de connaître la conversion de joules en électron-volts,
13:34elle n'est pas souvent indiquée dans les données de l'exercice, que ce soit dans un manuel scolaire, un
13:39devoir surveillé, ou un examen de fin d'année.
13:42Je reviendrai dessus en fin de vidéo.
13:45Paragraphe suivant, dans lequel je vais définir l'énergie potentielle gravitationnelle.
13:50C'est parti.
13:51C'est l'énergie, ou le travail, qu'il faut fournir pour déplacer un objet plongé dans un champ gravitationnel.
13:57Le champ gravitationnel, ou champ de gravitation, représenté par les flèches sur ce graphique,
14:03les tirets circulaires représentant les équipotentiels, la distance ou le champ à la même valeur,
14:08et le champ spatial qui accompagne la présence d'une masse exerçant son influence gravitationnelle sur tout autre corps présent
14:14dans cet espace,
14:15comme par exemple ici la Terre sur la Lune, et inversement.
14:19Elle vaut EPG égale à moins G, fois M, fois M, sur R.
14:25EPG est l'énergie potentielle gravitationnelle, en joules.
14:29G est la constante de gravitation universelle, de valeur constante égale à 6,67 fois 10 puissance moins 11 newton,
14:36mètre carré, par kilogramme au carré.
14:39Valeur à apprendre par cœur, car parfois nous donner dans l'énoncé.
14:43N est la masse de l'astre générateur, en kilogramme.
14:47M est la masse du mobile en rotation, en kilogramme.
14:50R est la distance entre l'astre et le mobile, de centre à centre, comme toujours en mécanique, exprimé en
14:56mètre.
14:57Cette énergie potentielle est rarement demandée dans les exercices de lycée,
15:01mais ça ne doit pas t'empêcher de travailler un minimum dessus,
15:03et justement, quoi de mieux qu'un petit exercice tout simple pour l'appliquer sur un cas concret.
15:09Direction Taïwan
15:11L'édifice Taipei 101 à Taïwan comporte une boule d'acier de 660 tonnes au 89e étage,
15:17soit à 377 mètres du sol, pour le stabiliser lors de vents importants.
15:22La boule est un amortisseur harmonique.
15:24Quelle est l'énergie potentielle gravitationnelle de cette boule ?
15:28Pour information, une tonne est égale à 1000 kg.
15:31On oublie la faute d'accord dans l'énoncé, bravo si tu l'as trouvé.
15:35Il faut transformer le blabla en schéma pour visualiser la situation.
15:39Voici le mien, très artistique, mais plus simple, c'est mieux.
15:43Le tien doit comporter l'altitude de la boule, et le rayon de la Terre, 6371 kilomètres,
15:49et tu peux ajouter sa masse en kilogramme si besoin.
15:53On applique la formule en remplaçant les lettres par leur valeur numérique,
15:56donc EPG est égale à moins 6,67 fois 10 puissance moins 11, fois 5,97 fois 10 puissance 24,
16:04la masse de la Terre, en kilogramme, fois 660 fois 10 puissance 3,
16:08la masse de la boule, en kilogramme, divisé par 6371 fois 10 puissance 3,
16:14plus 377, le rayon de la Terre, en mètres, sur laquelle tu additionnes l'altitude,
16:20pour obtenir moins 41,2 fois 10 puissance 12 joules.
16:24C'est énorme pour un objet statique, certes,
16:27mais c'est l'énergie qu'utilise une fusée Starship lors des 10 à 15 premières secondes du décollage de
16:32son pas de tir.
16:33Paragraphe suivant, dans lequel je vais définir ce que sont les forces conservatives.
16:38Je te l'accorde, il aurait été évident de les aborder dans l'atelier NW numéro 1,
16:43intitulé « Les forces en mécanique », que tu peux retrouver dans le catalogue de vidéos,
16:48onglet Newton, le lien est dans la description.
16:51Seulement, pour définir ces forces, il fallait en premier définir les énergies potentielles.
16:56Ces choses faites donc, il est logique maintenant que je t'en parle.
17:01C'est parti !
17:02Les forces conservatives se caractérisent par trois propriétés fondamentales.
17:07La première, elles dérivent d'une énergie potentielle.
17:10La seconde, leur travail est indépendant du chemin suivi,
17:14comme mis en évidence sur l'image qui vient de s'afficher.
17:17Que cette force prenne le chemin 1, 2, ou 3, le travail, fourni ou utilisé,
17:22reste le même, et sera égal à l'opposé de la variation d'énergie potentielle.
17:27La troisième, elles permettent la conservation de l'énergie mécanique d'un système,
17:32comme indiqué dans ce diagramme, la ligne verte au-dessus des deux sinusoïdes.
17:36Tu auras la définition de cette énergie mécanique dans quelques instants.
17:40Je vais énumérer ces forces que tu vas rencontrer pendant tes années lycées,
17:44mais aussi après, que ce soit en BTS, comme à l'université.
17:48Et quoi de plus ludique que de les organiser sous forme de tableau.
17:52Première force, le poids.
17:55Tu sais que l'énergie potentielle de pesanteur est égale à m, fois g, fois z.
18:00En la dérivant par rapport à z, tu auras p égale à m, fois g, la dérivée de z, par
18:05rapport à z, et 1.
18:07Il se poit est une force utilisée près de la surface de la Terre
18:10pour mettre en évidence la gravité sur les corps massiques dans l'atmosphère.
18:15Next.
18:16La seconde, la force élastique.
18:19L'énergie potentielle élastique est égale à 1 demi, fois k, fois x au carré.
18:24En la dérivant par rapport à x, tu obtiens f égale à k fois x, la dérivée de x au
18:29carré,
18:30par rapport à x, et 2x, qui devient x avec le 1 demi.
18:34Cette force apparaît dans n'importe quel émoncé comportant des ressorts, horizontaux ou verticaux.
18:40Next.
18:41La troisième, la force gravitationnelle.
18:44L'énergie potentielle gravitationnelle est égale à, moins grand g, fois m1, fois m2, sur r,
18:51ce qui implique que fg est égale à, grand g, fois m1, fois m2, sur r au carré,
18:56que tu retrouves dans tous les exercices spatiaux, gros corps massif mobile dans l'espace.
19:01La quatrième, la force électrostatique.
19:05L'énergie potentielle électrostatique est égale à, moins k, fois q1, fois q2, sur r,
19:11ce qui implique que f est égale à, k, fois q1, fois q2, sur r au carré,
19:16que tu retrouves dans tous les exercices d'électrostatique, charge ponctuelle statique dans un espace.
19:22Pour ces deux dernières lignes, dériver l'énergie potentielle par rapport à r permet d'obtenir la formule de la
19:27force.
19:28Ces forces permettent la conservation de l'énergie mécanique, et je vais te le montrer avec un petit film d
19:34'une trentaine de secondes,
19:35dans lequel tu vas voir un skater parcourir un half-pipe.
19:38Deux forces appliquées, le poids, force conservative, et la réaction du support, perpendiculaire au sol,
19:45donc son travail est nul tout le long du parcours.
19:48Prête une attention particulière à deux paramètres.
19:51Le premier, sous le deck, l'altitude du point rouge sur la rampe au fur et à mesure des déplacements.
19:58Le second, la couleur du disque au-dessus de la tête du skater, la légende est dans l'encadré en
20:03roi gauche.
20:04Go !
20:36Pour résumer, l'altitude du skater qui oscille entre 0 et 6 mètres périodiquement,
20:41l'énergie potentielle acquise en haut de la rampe se transforme graduellement en énergie cinétique lors de la descente,
20:47pour ne devenir que cinétique dans le fond du bol,
20:50puis cette énergie cinétique redevient progressivement énergie potentielle lors de la remontée, et ainsi de suite.
20:55A l'inverse, les forces dissipatives, comme les frottements, sont non-conservatives,
21:01et diminuent systématiquement l'énergie mécanique d'un système,
21:04comme indiqué sur ce graphique, la ligne verte au-dessus des deux pseudo-sinusoïdes, la transformant en chaleur.
21:10Je te demande encore quelques instants de patience pour savoir ce qu'est cette énergie mécanique.
21:15Je vais énumérer ces forces que tu vas rencontrer pendant tes années lycées, mais aussi après,
21:20que ce soit en BTS, comme à l'université.
21:24Et quoi de plus ludique que de les organiser sous forme de tableaux ?
21:28Première force, le frottement fluide à faible vitesse.
21:31Elle est systématique quand un objet circule dans un liquide ou un gaz, de formule F égale à, moins K,
21:37fois V.
21:38Pour en savoir plus, consulte l'atelier NW numéro 1, catalogue de vidéos, onglet Newton, lien dans la description.
21:47La seconde, le frottement fluide à haute vitesse.
21:50Elle est systématique en chute dans l'air, ou sur un véhicule qui se déplace dans l'atmosphère,
21:55de formule F égale à, un demi, fois Rho, fois S, fois CX, fois V au carré.
22:00Pour en savoir plus, consulte l'atelier NW numéro 1, catalogue de vidéos, onglet Newton, lien dans la description.
22:09La troisième, le frottement solide cinétique, quand deux surfaces glissent l'une par rapport à l'autre, de formule F
22:15égale à, mu K, fois N.
22:18Pour en savoir plus, consulte l'atelier NW numéro 1, catalogue de vidéos, onglet Newton, lien dans la description.
22:26La quatrième, la force de traction, ou de propulsion, lorsqu'un moteur ou une personne tire ou pousse un objet.
22:33Cette force est variable, souvent notée grand F.
22:37La dernière, la réaction normale si le support est mobile, comme un ascenseur ou un tapis roulant.
22:43Cette force dépend de l'accélération du support, ce qui la rend variable.
22:47Ces forces diminuent systématiquement l'énergie mécanique d'un système, la transformant en chaleur, et je vais te le montrer
22:54avec un petit film d'une vingtaine de secondes, dans lequel tu vas voir un skater parcourir un half-pipe.
22:59Trois forces à appliquer, le poids, force conservative, la réaction du support, perpendiculaire au sol, donc son travail est nul
23:07tout le long du parcours, et une force de frottement, de niveau élevé.
23:11Prête une attention particulière à deux paramètres.
23:15Le premier, sous le deck, l'altitude du point rouge sur la rampe au fur et à mesure des déplacements.
23:21Le second, la couleur du disque au-dessus de la tête du skater, la légende est dans l'encadré en
23:26roi gauche.
23:27Go !
23:52Pour résumer, l'altitude du skater diminue progressivement à chaque remontée de rampe.
23:57L'énergie potentielle acquise en haut se transforme graduellement en énergie cinétique lors de la descente, mais une partie non
24:03négligeable se dissipe en énergie thermique.
24:06Ce qui reste dans le fond du bol n'est que cinétique, puis cette énergie cinétique redevient progressivement énergie potentielle
24:13lors de l'ascension.
24:14Mais une nouvelle fois, une partie non négligeable se dissipe en énergie thermique, et ainsi de suite.
24:20Le skater se retrouve rapidement à osciller au fond du bol, puis il va y devenir immobile.
24:25Paragraphe suivant, dans lequel je vais enfin définir ce qu'est l'énergie mécanique.
24:30C'est parti !
24:31Elle est la somme des énergies cinétiques et potentielles.
24:35Pour une masse en mouvement sur Terre, cette énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et de l
24:40'énergie potentielle de pesanteur.
24:42Par exemple, ce marteau levé au ciel pour enfoncer ce clou.
24:46Au départ, 100% d'énergie potentielle, puis transformation graduelle en énergie cinétique, pour arriver avec une vitesse maximale sur
24:54le clou et l'enfoncer le plus profond possible dans le bois.
24:57Ces deux énergies additionnées donnant l'énergie mécanique.
25:00Pour un ressort qui oscille, cette énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle
25:06élastique.
25:07Par exemple, ce ressort au bout duquel une masse est accrochée.
25:11Au départ, il est étiré au-delà de sa longueur à vide, X vide, lui donnant 100% d'énergie
25:17potentielle élastique, puis il est lâché, entraînant une transformation graduelle en énergie cinétique.
25:22Sa vitesse sera maximale à sa position d'équilibre, donc 100% énergie cinétique, pour une seconde transformation progressive, lors
25:30de la compression, en énergie potentielle élastique, et ainsi de suite, car aucune force de frottement.
25:35Ces deux énergies additionnées donnant l'énergie mécanique.
25:38Pour un satellite dans l'espace, cette énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie
25:44potentielle gravitationnelle.
25:46Par exemple, ce satellite artificiel qui orbite à une altitude comprise entre 500 et 40 000 km, comme les satellites
25:53espions russes-molniens, la vitesse augmentant quand l'altitude diminue, et inversement, transformant de l'énergie gravitationnelle en énergie cinétique,
26:01et vice versa.
26:02Ces deux énergies additionnées donnant l'énergie mécanique.
26:06Dans les deux premiers cas, c'est-à-dire pour une masse en mouvement sur Terre et en ressort qui
26:10oscille, si les forces de frottement et les actions dues aux fluides, comme la poussée d'Archimée, sont nues ou
26:16négligeables lors du mouvement, l'énergie mécanique est conservée entre les deux points de la trajectoire.
26:21Ça implique que l'énergie mécanique au point A sera égale à celle au point B.
26:26C'est ce que tu as pu voir avec la première vidéo du skater dans le Half-Pipe.
26:31Paragraphe suivant, dans lequel je vais définir ce qu'est le travail d'une force.
26:35C'est parti !
26:37Soit une force F se déplaçant sur une distance AB en faisant un angle alpha, comme indiqué sur le schéma.
26:43Le travail d'une force est la grandeur qui mesure le transfert d'énergie dû à l'action de cette
26:47force le long du déplacement de son point d'application.
26:51Notez, W de grand F, sur AB, ce travail est égal à grand F scalaire AB, soit la norme de
26:57grand F, fois la longueur AB, fois le cosinus de l'angle alpha.
27:01Si tu as un peu de mal avec le produit scalaire, je t'encourage à aller consulter atelier MAN numéro
27:0635, catalogue de vidéos, onglet Mandelbrot, le lien est dans la description.
27:12Si cet angle alpha est strictement inférieur à 90 degrés, W de grand F, sur AB, sera strictement positif, donc
27:19le travail sera moteur, à l'image de ce paysan d'antan qui tire sa charrette à bras pour transporter
27:24son grain au moulin, appliquant une force vers l'avant, sans de son déplacement.
27:29Si cet angle alpha est strictement supérieur à 90 degrés, W de grand F, sur AB, sera strictement négatif, donc
27:37le travail sera résistant, à l'image de ce paysan d'antan qui pousse sa charrette à bras pour ne
27:42pas qu'elle l'entraîne avec lui en contrebas de la colline, appliquant une force vers l'arrière, opposée à
27:47son sens de déplacement.
27:48Si cet angle alpha est égal à 90 degrés, W de grand F, sur AB, sera égal à zéro, donc
27:55le travail sera nul, à l'image de ce paysan d'antan qui porte son sac de grains sur les
28:00épaules, appliquant ainsi une force perpendiculaire à son déplacement pour contrer le poids du sac sur son corps.
28:06Je ne vais pas te laisser dans un tel chaos, je te propose un exercice simple pour mettre un peu
28:10de concret dans cette notion.
28:13Calculez le travail d'une force de 12,0 N, dont le point d'application se déplace de 7,00
28:19m, si l'angle entre la force et le déplacement vaut petit a, 0,00 degré, petit b, 60,0
28:26degré, petit c, 90,0 degré, petit d, 145 degré, petit e, 180 degré.
28:34Ok.
28:35Une force de 12,0 N, un déplacement de 7,00 m, un angle qui varie, tu appliques la formule.
28:44Pour un angle de 0,00 degré, W de grand F, sur AB, égal à 12,0, fois 7,00,
28:52fois cosinus de 0,00, soit 84,0 joules.
28:57Travail positif, donc moteur.
28:59Pour un angle de 60,0 degré, W de grand F, sur AB, égal à 12,0, fois 7,00,
29:08fois cosinus de 60,0, soit 42,0 joules.
29:13Travail positif, donc moteur.
29:15Pour un angle de 90,0 degré, W de grand F, sur AB, égal à 12,0, fois 7,00,
29:24fois cosinus de 90,0, soit 0,00 joules.
29:29Travail égal à 0, donc nul.
29:32Pour un angle de 145 degré, W de grand F, sur AB, égal à 12,0, fois 7,00, fois
29:40cosinus de 145, soit moins 68,8 joules.
29:44Travail négatif, donc résistant.
30:01Tu as vu, rien de bien sorcier, tu fais les calculs via la formule, tu ne te trompes pas dans
30:07les unités, et tu appliques les définitions.
30:10Néanmoins, certaines forces utiliseront une formule particulière pour le calcul de leur travail.
30:15Paragraphe suivant, je vais définir celui du poids qui est, je te le rappelle, une force conservative.
30:21De ce fait, son travail est indépendant du chemin suivi.
30:25C'est parti.
30:27W de P, sur AB, égal à M, fois G, fois, ZA moins ZB.
30:33M est la masse du mobile, en kilogrammes.
30:36G est la constante de gravitation, en newton par kilogrammes.
30:40ZA est l'altitude du point de départ, en mètres.
30:44ZB est l'altitude du point d'arrivée, en mètres.
30:47Un petit exercice pour mettre un peu de concret, c'est toujours bon à prendre.
30:52Un enfant de masse M égale à 30 kg, lise sur un toboggan incliné de l'angle α égale à
30:5730 degrés par rapport à l'horizontale.
31:00Petit 1, faire le schéma de la situation.
31:03Voilà le mien.
31:04On y voit l'angle α, la longueur du toboggan, donnée dans la question petit 2, et les deux forces
31:10appliquées, la normale RN, perpendiculaire à AB, et le poids, vertical vers le bas.
31:16Fait au plus simple, toujours, tu n'es pas en cours d'art graphique.
31:21Next.
31:22Petit 2, calculer le travail effectué par le poids de l'enfant lors d'une glissade de longueur L, égale
31:27à 4,0 mètres.
31:29Pour ça, tu vas avoir besoin de l'altitude des points A et B.
31:34En premier, il faut compléter ce schéma en y faisant figurer ce triangle rectangle en C.
31:39Tu poses la longueur du côté BC égale à H, ça te permettra de déterminer ses altitudes.
31:44Ne t'embête pas, tu considères que celle du point B est nulle, donc celle de A sera égale à
31:49celle de C, égale à H.
31:51Un petit tour de trigonométrie maintenant.
31:54Sinus α égale à BC sur AB, soit H sur AB, donc H est égale à AB fois sinus α.
32:01W de P, sur AB, égale à M, fois G, fois, ZA moins ZB, soit M, fois G, fois, AB
32:08sinus α, moins 0.
32:11Remplacement par les valeurs numériques, E, W de P, sur AB, est égale à 5,9 fois 10 puissance de
32:17Joule.
32:19Attention au nombre de chiffres significatifs, ça ne pardonne pas.
32:23Paragraphe suivant, je vais définir le travail de la force électrique qui est, je te le rappelle, une force conservative.
32:30De ce fait, son travail est indépendant du chemin suivi.
32:34C'est parti.
32:35W de FE, sur AB, est égale à Q fois UAB.
32:39Q est la charge de la particule mobile, en coulons.
32:43UAB est la tension entre les points A et B, en volts.
32:47Comment montrer que cette force est conservative ?
32:50Voici la démonstration.
32:52Tu pars de la formule générale du travail d'une force sur un déplacement.
32:55Ici, W de FE, sur AB, égale à FE scalaire AB, soit FE, fois AB, fois cosinus α, angle entre
33:03les vecteurs FE et AB.
33:05Sur la figure à droite de l'écran, je matérialise ce triangle rectangle qui va te permettre de visualiser le
33:11calcul du cosinus.
33:13Cosinus α est égale à côté adjacent sur hypoténuse, soit d sur AB.
33:18En effet, la distance petit d est celle entre les deux plaques du condensateur, qui se retrouvent ici.
33:24Par définition, grand E est égale à UAB sur petit d, et comme FE est égale à Q fois grand
33:29E, alors FE est égale à Q fois UAB sur petit d.
33:34W de FE, sur AB, devient égale à Q fois UAB sur petit d, fois AB, fois petit d sur
33:40AB.
33:41Tu dégages les AB, les petits d, et tu retrouves bien, W de FE, sur AB, égale à Q fois
33:48UAB.
33:49De ce fait, FE est bien une force conservative, son travail est indépendant du chemin suivi.
33:55Et tu en as désormais l'habitude, tu sais que je vais te proposer un exercice qui te permettra de
33:59concrétiser cette notion un peu abstraite pour toi.
34:02Dans un laboratoire de recherche, on utilise un condensateur plan dont les plaques circulaires sont séparées d'une distance petit
34:09d est égale à 4,0 mm.
34:11E, ça commence bien, la forme des plaques indiquées dans le texte ne correspond pas à celle du schéma.
34:17Bref, passons.
34:19On crée entre ces deux plaques, avec deux U, un champ électrique uniforme d'intensité E, avec une flèche sur
34:26sa tête, égale à 2,5 x 10 puissance 6 V par mètre.
34:30Une particule de charge positive Q égale à 2,0 mC est libérée au point A sur la plaque positive,
34:37et elle est attirée par la plaque négative située au point B, exactement l'inverse de ce qui est schématisé
34:42à droite.
34:43Entre un stagiaire du collège et une intelligence artificielle, qui est responsable d'autant d'erreurs dans la rédaction de
34:49cet exercice.
34:51Continuons.
34:53Question 1. Déterminer la valeur de la tension UAB, différence de potentiel, entre les deux plaques.
34:59Par définition, E est égale à UAB sur petit d, donc UAB est égale à E fois petit d.
35:06Remplacement par les valeurs numériques, avec la distance en mètre, calcul, que tu peux faire de tête, et UAB est
35:12égale à 1,0 x 10 puissance 4 V.
35:15Next.
35:17Question 2. A aide de la formule, W de Fe, sur AB, est égale à Q fois UAB.
35:23Calculez le travail de la force électrostatique lors du déplacement de la charge de A à B.
35:27Tu écris la formule donnée dans la question, comme c'est gentil, remplacement par les valeurs numériques, calcul, que tu
35:34peux aussi faire de tête, et le travail sera de 20 joules.
35:38Next.
35:39Question 3. Ce travail est-il moteur ou résistant ?
35:43Justifiez votre réponse.
35:45Ce travail est de 20 joules, strictement positif, donc il est moteur.
35:50Parfois, seule une réponse très brève est attendue.
35:54Next.
35:55Question 4. Que peut-on dire de l'évolution de l'énergie cinétique de la particule ?
36:00Simple, le travail est en moteur, la vitesse va augmenter, entraînant de ce fait une augmentation de l'énergie cinétique.
36:08Logique, quand tu es en voiture et que tu appuies sur la pédale d'accélérateur, tu génères une force dirigée
36:13vers l'avant du véhicule, donc dans son sens de déplacement,
36:16ce qui va augmenter la vitesse de l'automobile, et par conséquent, son énergie cinétique.
36:22Paragraphe suivant, dans lequel je vais définir le théorème de l'énergie mécanique.
36:27C'est parti.
36:28Dans un référentiel galiléen, la variation d'énergie mécanique d'un point matériel M, de masse M, entre deux points
36:35A et B d'un système,
36:37est égale au travail des seules forces non-conservatives sur le trajet en R et B.
36:41Par conséquent, EMB moins EMA est égale à W de somme de FXT sur AB.
36:47Le théorème de l'énergie mécanique consiste à particulariser certaines forces, les forces conservatives,
36:53et voir les échanges d'énergie avec le milieu extérieur non plus comme un apport du milieu extérieur,
36:58mais comme une variation d'un terme énergétique propre au système.
37:02En effet, sous l'effet d'un champ de pesanteur, le système possède son énergie potentielle de pesanteur.
37:08On interprète alors le théorème de l'énergie mécanique comme un échange entre deux réservoirs d'énergie,
37:13l'énergie potentielle, et l'énergie cinétique.
37:17Cet échange est perturbé, entre guillemets,
37:19par un apport ou un retrait possible d'énergie du milieu extérieur par les forces non-conservatives.
37:25Allez hop !
37:26Un petit exercice pour te montrer comment l'utiliser.
37:30Un train de 5000 tonnes a initialement une vitesse nulle, et démarre du quai de la gare.
37:35Au bout de 2,5 km, il atteint une vitesse de 130 km par heure.
37:41On modélisera l'action du moteur sur le train par une force grand F, et on négligera les frottements.
37:47Question 1, représentez le train, ainsi que l'ensemble des forces qui s'appliquent sur lui.
37:52Voici mon schéma.
37:53Les forces en présence ont le poids, vertical vers le bas, la réaction du support, vertical vers le haut, et
38:00grand F, horizontal dans le sens du mouvement.
38:03Inutile de faire compliqué, tu dois griffonner un dessin lisible, un tiers de page à quatre, pour transformer le blabla
38:09en schéma.
38:11Next.
38:12Question 2, déterminer les travaux de chacune de ces forces.
38:16Reprenons la partie du schéma sur laquelle les forces sont représentées.
38:20La réaction du support est perpendiculaire au déplacement, donc son travail est nul.
38:25Le poids est perpendiculaire au déplacement, donc son travail est aussi nul.
38:30La force grand F étant horizontale et dans le sens du mouvement, elle a un angle nul par rapport au
38:35déplacement.
38:36De ce fait, W de grand F, sur AB, est égal à grand F scalaire AB, soit grand F, fois
38:42AB, fois cosinus de zéro, ce qui donne grand F fois AB.
38:47Next.
38:48Question 3, déterminer l'énergie mécanique initiale du train, et son énergie mécanique finale.
38:53L'altitude du point A est considérée comme nulle, donc EPP A égale zéro joule.
38:59La vitesse en A est nulle, donc ECA égale zéro joule.
39:03L'énergie mécanique est la somme de ces énergies potentielles de pesanteur et cinétique, donc zéro joule.
39:09L'altitude du point B est la même que celle de A, donc EPP B égale zéro joule.
39:14La vitesse en B est de 130 km par heure, qu'il faut convertir en mètres par seconde en divisant
39:20par 3,60, ce qui donne 36,1 mètre par seconde.
39:24La masse du train est de 5 000 tonnes, soit 5,000 fois 10 puissance 6 kg, ce qui donne
39:31une énergie cinétique de 3,26 fois 10 puissance 9 joule.
39:35L'énergie mécanique est la somme de ces énergies potentielles de pesanteur et cinétique, donc 3,26 fois 10 puissance
39:429 joule.
39:43Next.
39:44Petit 4, à l'aide du théorème de l'énergie mécanique, déterminer l'intensité de la force grand F.
39:51Affichage de la formule générale, ce qui implique que EMB sera égale à grand F fois la B.
39:56En effet, EMA est nul, tout comme les travaux de la réaction du support et du poids.
40:02Remplacement par les valeurs numériques, grand F est isolé, calcul, et tu trouves 1,3 fois 10 puissance 6 newtons.
40:09Attention aux chiffres significatifs, la moindre erreur entraînera une mesure fausse.
40:14Je te conseille de consulter l'atelier EMT numéro 3, catalogue de vidéos, onglet métrologie, le lien est dans la
40:21description.
40:22Paragraphe suivant, dans lequel je vais définir le théorème de l'énergie cinétique.
40:27C'est parti.
40:28La variation d'énergie cinétique du point M, dans un référentiel galiléen, entre deux instants, A et B, est égale
40:36à la somme du travail de toutes les forces qui s'exercent sur le point M entre les deux instants
40:40considérés.
40:42ECB-ECA est égale à W de somme de FX sur AB.
40:46Le théorème de l'énergie cinétique montre que les actions sur le système participent à la modification du mouvement, et
40:52plus précisément ici, la modification de la vitesse.
40:56Une force dont la puissance est positive va augmenter l'énergie cinétique, c'est une force motrice, elle forme un
41:02angle aigu avec la vitesse.
41:04Une force dont la puissance est négative va diminuer l'énergie cinétique, c'est une force résistance, elle forme un
41:10angle obtue avec la vitesse.
41:12Une force qui ne travaille pas, c'est-à-dire dont la puissance transmise est nulle, ne modifie pas la
41:17vitesse en norme du système, la force est alors perpendiculaire à vitesse.
41:22On remarquera qu'on n'obtient que l'information sur la norme de la vitesse, le théorème de l'énergie
41:27cinétique escalaire.
41:29Ce théorème donne donc moins d'informations que le principe fondamental de la dynamique pour un point matériel.
41:35Un petit exercice pour illustrer le propos théorique.
41:38C'est cadeau.
41:39Un TGV atlantique, de masse et méga à 500 tonnes, roule à 300 km par heure sur une voie rectiligne
41:46et horizontale.
41:48Subissant un arrêt d'urgence, il bloque ses roues et stocke au bout de 3300 mètres.
41:53Premier réflexe, transformer le blabla en schéma.
41:57Vitesse initiale, vitesse finale, la distance parcourue, les forces appliquées lors de l'arrêt d'urgence.
42:03Le poids, vertical vers le bas, la réaction du support, vertical vers le haut, et la force de freinage, horizontal
42:11et de sens opposé au déplacement.
42:13Question 1. Quelle est la variation de son énergie cinétique lors de son freinage, expression littérale puis calcul en respectant
42:20les unités ?
42:21Vitesse en A, 300 km par heure, divisé par 3,60 pour la convertir en mètre par seconde, de valeur
42:2883,3.
42:30La masse du train étant de 500 tonnes, soit 5,00 fois 10 puissance 5 kg, ECA sera égale à
42:371,73 fois 10 puissance 9 joules.
42:40La vitesse en B étant nulle, ECB égale à 0.
42:44Delta EC, qui représente la différence d'énergie cinétique entre le point final B, et le point de départ A,
42:50sera égale à moins 1,73 fois 10 puissance 9 joules.
42:55Next.
42:56Question 2. Quel est le mode de transfert de cette énergie ?
43:00Compte tenu que les plaquettes vont frotter sur le dit de la roue, il y aura un transfert thermique.
43:05Sur un petit train qui serpente les montagnes à la vitesse d'un escargot parkinsonien, le freinage à tambour est
43:11possible,
43:11mais sur un TGV qui file à la vitesse d'une Formule 1 de 500 tonnes, le freinage à disque,
43:16plus performant, explique ce freinage court sur 3,3 km.
43:21Pas mal pour une machine de 237 mètres de long, la distance d'arrêt n'est que de 14 fois
43:26sa longueur.
43:27Pour une Formule 1 lancée à la même vitesse, il faut 135 mètres, soit 24,5 fois sa longueur, 5
43:34,5 mètres.
43:36Next.
43:37Question 3. En supposant qu'elle a été constante tout au long du processus, déterminez la norme de la force
43:43de freinage.
43:44Théorème de l'énergie cinétique, la seule force qui travaille est celle des frottements.
43:48Les deux autres, le poids, et la réaction du support, sont perpendiculaires au déplacement, donc travail nul.
43:55ECB moins ECA est égal à moins 1,73 fois 10 puissance 9 joules, calculé dans la question 1.
44:02Le travail de la force de frottement sur le déplacement AB est égal à petit f, fois AB, fois cosinus
44:08280, puisque cette force est opposée au mouvement.
44:11Donc son angle est de 180 degrés par rapport au déplacement, comme indiqué sur le schéma.
44:17Cosinus 280 étant égal à moins 1, W de petit f, sur AB, est égal à moins petit f fois
44:23AB.
44:24Remplacement par les valeurs numériques, tu isoles petit f, calcul, ce qui donne une norme de 5,24 fois 10
44:31puissance 5 newton.
44:33Il faut ce qu'il faut pour arrêter ce beau bestiaux de 500 000 kilos.
44:37Paragraphe suivant, très important, en lequel je vais parler de l'unité officielle qu'il faudra toujours écrire à la
44:43fin d'un résultat.
44:44Car comme disaient mes profs de physique et de chimie, un résultat sans unité, et surtout sans la bonne, est
44:50un résultat faux.
44:51C'est parti.
44:53L'unité du système international pour mesurer l'énergie, et le travail, est le Joule.
44:58Et pas le Joule, comme je l'entends trop souvent.
45:02A ta gauche, un physicien anglais, nommé Jess Prescott Joule,
45:05qui a énoncé au XIXe siècle la relation existante entre le courant traversant une résistance et la chaleur dissipée par
45:12celle-ci,
45:12appelée depuis la loi de Joule, dont le nom désigne désormais une unité dans le monde scientifique.
45:17A ta droite, un saltimbanque marseillais nommé Julien Marie, dit Joule,
45:21à cas le Gabien Autotuné, ou le Pacoulin des Calanques,
45:25produisant une bouse musicale par jour depuis 2013,
45:28que ses fans coprofils s'injectent avec délectation dans leur cage à miel,
45:31et qui finira par disparaître des ondes et des esprits,
45:34comme l'ont fait avant lui ces jeunes talents des années 80 qui n'ont jamais su se renouveler,
45:38comme Phil Barnet, Plastique Bertrand, ou Jeanne Masse.
45:42Alors, un peu de respect à ce monsieur Joule, sans qui tu ne pourrais pas scroller sur ton écran.
45:48Certaines activités utilisent d'autres unités.
45:51L'électron-vol, utilisé notamment en physique des particules pour exprimer les niveaux d'énergie rencontrés dans les accélérateurs de
45:57particules
45:58et la fusion thermonucléaire, en physique des semi-conducteurs pour exprimer le gap de ceux-ci,
46:03ou en physique des plasmas.
46:04Il vaut 1,602 x 10 puissance moins 19 Joule.
46:09Le kilowattheure, correspondant à l'énergie produite ou consommée par un dispositif de 1000 watts de puissance,
46:14soit 1 kilowatt, pendant une durée d'une heure.
46:17Il vaut 3,6 x 10 puissance 6 Joule.
46:21La tonne d'équivalent pétrole, utilisé dans l'industrie et l'économie.
46:25Elle vaut 1,868 x 10 puissance 9 Joule.
46:30La calorie, tombée en désuétude en physique et en chimie, mais encore régulièrement utilisée dans des applications grand public,
46:37telles que le sport, le bâtiment, isolation thermique, ou la diététique.
46:41Elle vaut 4,18 Joule.
46:44Paragraphe suivant, dans laquelle je vais définir la puissance.
46:48C'est parti.
46:50Exprimée en watts, de symbole W, à ne pas confondre avec le travail d'une force,
46:55elle se calcule avec la formule suivante.
46:57P est égale au travail de la force F sur la distance AB,
47:01divisé par un intervalle de temps DT,
47:03soit F scalaire AB, sur DT,
47:06égale à F fois AB sur DT.
47:09Mais une distance sur un temps, ça fait une vitesse,
47:12donc P est égale à F scalaire V,
47:14soit F, fois V, fois cosinus de l'angle entre les vecteurs F et V.
47:19F est la force, en newton.
47:22V est la vitesse du mobile, en mètres par seconde.
47:25Comme pour le travail, si l'angle entre les vecteurs force et vitesse est aiguë,
47:30strictement inférieur à 90 degrés, la puissance sera motrice.
47:34Et si cet angle est obtu, strictement supérieur à 90 degrés, la puissance sera résistante.
47:41Bien entendu, la puissance sera nulle si ces deux vecteurs sont orthogonaux.
47:46La puissance correspond à un débit d'énergie.
47:49Si deux systèmes de puissances différentes fournissent le même travail,
47:52le plus puissant des deux est celui qui le fournit le plus rapidement.
47:56Par exemple à gauche, cet ouvrier qui monte difficilement un escalier,
48:00ce sac lourd sur son épaule gauche.
48:02A droite, le même ouvrier qui emprunte un escalator,
48:05le même sac cette fois-ci sur son épaule droite.
48:08Si on considère que la différence d'altitude à franchir est la même dans les deux cas,
48:12le travail fourni pour porter le sac sera le même,
48:15le poids est conservatif, son travail ne dépend pas du chemin suivi.
48:20Seulement, au vu de son expression corporelle,
48:22il lui faudra plus de temps sur l'image de gauche que sur celle de droite,
48:26donc la puissance déployée à gauche sera inférieure à celle employée à droite.
48:31La mécanisation de notre monde nous a permis d'aller plus loin, plus vite,
48:35et de porter des charges plus lourdes sans le moindre effort.
48:38Le jour où il n'y aura plus de pétrole,
48:40la vie redeviendra plus éprouvante pour les corps et les esprits.
48:44Je te propose un exercice simple pour appliquer la formule.
48:48Le réacteur d'un avion développe à 850 km par heure une poussée de 12,0 kN.
48:54Quelle est sa puissance ?
48:56Transformation du blabla en schéma.
48:59Attention, la force doit être en newtons, et la vitesse en mètres par seconde.
49:04Je remets la formule devant tes yeux.
49:0712,0 kN, c'est 12,0 x 10 puissance 3 newtons.
49:13850 km par heure, c'est 850 divisé par 3,60 mètres par seconde.
49:19L'angle enre la force et la vitesse est nulle.
49:23Par conséquent, la puissance du réacteur sera de 2,83 x 10 puissance 6 W, soit 2,83 MW.
49:31Ne pas oublier que tu as 40 tonnes qui volent à 850 km par heure, ceci explique la valeur hallucinante
49:37de la puissance développée.
49:39L'atelier est désormais terminé.
49:42Tu as des questions ?
49:43Tu veux un complément d'informations ?
49:46Rejoins-moi dans l'espace commentaire.
49:48Le cours complet en PDF, librement téléchargeable, est disponible dans la description de cette vidéo.
49:55Je t'ai mis à disposition des exercices à forger, leurs liens sont aussi disponibles en description.
50:01Prochaine vidéo sur l'encleum.
50:03Te laforge soit avec toi.
50:06Stay tuned.
50:07Tchuss.
50:08Sous-titrage Société Radio-Canada