Le travail d’une force est l’énergie fournie par cette force lorsque son point d’application se déplace (l’objet subissant la force se déplace ou se déforme). Il est responsable de la variation de l’énergie cinétique du système qui subit cette force. Si par exemple on pousse une bicyclette, le travail de la poussée est l’énergie produite par cette poussée.

Une force constante qui s’applique sur un objet parcourant un trajet rectiligne  fournit un travail W.Le travail d’une force constante F pour un déplacement rectiligne AB de son point d’application est le produit scalaire de F par AB . Il est noté : WAB( F ) = F . AB = F*AB*cos α

WAB( F ) : travail exprimé en Joules (J).
F : valeur de la force en Newton (N).
AB : longueur du déplacement (m)
α : angle entre F et AB (° ou rad)

Différents types de travail :
a. Si α<90° alors cos α >0 et W>0 (travail positif). On remarque que la force va favoriser le mouvement dans le sens du déplacement AB . On dit que le travail est moteur.
b. Si α>90° alors cos α <0 et W<0 (travail négatif). La force va alors s’opposer au mouvement du solide, on dit qu’elle effectue un travail résistant.
c. Si α=90° alors cos α =0 et W=0 (travail nul).

Exercices corrigés sur le travail d’une force 

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On calcule le travail d’une force l’aide de la formule suivante : W = F × d × cos (θ). Avec W correspond au travail en joules (J). F à la force exprimée en newtons (N). Et d à la distance en mètres (m) et θ à l’angle entre la force et la direction de la trajectoire de l’objet. Il faut bien estimer l’angle θ à l’angle entre la force et la direction de la trajectoire de l’objet.

Une force ne travaille pas si: Son point d’application ne se déplace pas (AB=0). Ou Sa direction est perpendiculaire au déplacement (θ=90°).

Une force est dite conservative lorsque le travail produit par cette force est indépendant du chemin suivi par son point d’action.  Sinon la force est dite non conservative.

La force motrice conduit à une augmentation de l’énergie mécanique du système (apport extérieur d’énergie). La force de frottement conduit à une diminution de l’énergie mécanique du système (énergie dissipée). On parle de force dissipative.

Le travail du poids d’un solide ne dépend que des altitudes des points de départ et d’arrivée de son centre de gravité. Il ne dépend pas du chemin suivi pour aller de A vers B. Ce travail est positif (moteur) si le solide descend, négatif (résistant) si le solide monte, nul si les points A et B sont à la même altitude.

 Exercice corrigé : Travail d’une force 

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