Lors d’un mouvement sans frottements, l’énergie mécanique d’un corps qui est la somme de son énergie cinétique (liée à sa vitesse) et de son énergie potentielle de pesanteur (liée à sa position) se conserve. Il en résulte un transfert entre ces deux formes d’énergie.

L’énergie mécanique est la combinaison de deux énergies : l’énergie cinétique et l’énergie potentielle. Elle est associée aux objets. L’énergie cinétique : il s’agit de l’énergie des objets en mouvement. Plus la vitesse d’un objet est grande, plus son énergie cinétique est importante.

Lors d’une chute libre d’une petite bille, le travail du poids se traduit par un transfert d’énergie cinétique Ec= ½mv² à la bille. ( cas de la translation).
Energie en joule (J), masse m en kg et vitesse v en m/s

On soulève une bille au repos sur le sol jusqu’à une altitude z où on la maintient immobile ; le taravil de la force musculaire exercée par l’opérateur se traduit par un transfert d’énergie potentielle de pesanteur au système { bille – Terre }, exprimée par : Ep = m g z. Il faut toujours préciser l’origine des altitudes z. Altitude exprimée en mètre.

– La somme Em = Ec + Ep = ½mv²+mgz représente l’ énergie mécanique du système { bille – Terre }

– Si, seul le poids travaille, l’énergie mécanique reste constante ( se conserve).

Exercice Corrigé : Transfert Energie ( Cinétique et Potentielle ) 

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1.Travail d’une force

 a- Mouvement de translation : Lors d’un déplacement rectiligne d’un mobile d’un point A à un point B, une force   développe une énergie. Cette énergie est appelée travail de la force note: W = F.AB.Cos α

La Force F est en N , W en Joule et distance AB en m.

1. Si 0<α<π/2 : Le travail W >0 , il est dit moteur ( cas du travail du poids lors de la chute d’un corps).

2. Si π/2 <α<π : Le travail W <0 , il est dit résistant ( cas du travail d’un ascenseur lors de sa montée).

3. Si α=π/2 , le travail de la force     ne fournit aucun travail.

1. b-Mouvement de rotation

   Lors d’un movement de rotation d’un mobile d’un point A à un point B, le travail dû à ce mouvement est donné par la relation :  W = M.Ɵ

   Le Moment M  est en N.m , W en Joule et l’angle Ɵ en rad.

   Travail d’un couple: Un couple de forces fournit lors d’un mouvement de rotation d’un angle Ɵ autour d’un axe Δ un travail égal à la somme des travaux des deux forces définit par :

   M : Moment du couple en N.m     W : En Joule     Ɵ : En rad

• L’énergie mécanique d’un système est la somme de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle.
• 
• Energie Cinétique : L’énergie cinétique d’un point matériel de masse m se déplaçant à une vitesse v est donnée par :
• Un système en mouvement possède une énergie cinétique du fait de sa vitesse v.

La variation d’énergie cinétique d’un système indéformable entre deux instants donnés est égale à la somme algébrique des travaux des forces et des couples extérieurs appliqués au système.

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L’énergie mécanique est une quantité utilisée en mécanique classique pour désigner l’énergie d’un système emmagasinée sous forme d’énergie cinétique et d’énergie potentielle. C’est une quantité qui est conservée en l’absence de force non conservative appliquée sur le système. L’énergie mécanique n’est pas un invariant galiléen et dépend donc du référentiel choisi.

Dans un référentiel galiléen, pour un corps ponctuel de masse m constante parcourant un chemin reliant un point A à un point B, la variation d’énergie mécanique est égale à la somme des travaux W des forces non conservatives extérieures et intérieures qui s’exercent sur le solide considéré :     .

où  sont respectivement l’énergie mécanique du solide aux points A et B.

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