Calculateur de travail

Le travail mécanique décrit l'énergie transférée par une force lorsque son point d'application se déplace. Pour une force constante et un déplacement rectiligne, le travail est une grandeur scalaire donnée par W = Fd cos(θ). Ici, F est l'intensité de la force en newtons, d est la norme du déplacement en mètres et θ est l'angle entre les vecteurs force et déplacement. Le produit des newtons par des mètres donne des joules, l'unité SI du travail et de l'énergie. Le facteur cosinus sélectionne la composante de la force qui agit dans la direction du mouvement. À zéro degré, force et déplacement sont de même sens, le cosinus vaut un et toute la force fournit un travail positif. À 90 degrés, la force est perpendiculaire au mouvement et son travail est nul. Le mouvement circulaire uniforme en est un exemple courant : la force centripète, dirigée vers le centre, est perpendiculaire au mouvement instantané. Elle en modifie donc la direction, mais pas la valeur de la vitesse. Pour des angles supérieurs à 90 degrés et inférieurs à 270 degrés, le cosinus est négatif et la force retire de l'énergie mécanique à l'objet. Un travail négatif ne signifie pas qu'il n'y a eu aucune interaction physique. Il indique que la composante de force s'oppose au déplacement. Le frottement sur un objet qui glisse fournit généralement un travail négatif, tandis qu'une force de traction appliquée peut fournir un travail positif. La somme des travaux de toutes les forces est égale à la variation de l'énergie cinétique : c'est le théorème de l'énergie cinétique. Calculer séparément le travail de chaque force puis additionner les valeurs avec leur signe permet donc de prévoir l'évolution de la vitesse d'un objet. Ce calculateur suppose une force constante, un angle constant et un seul déplacement rectiligne. Si la force varie avec la position, le travail est l'intégrale de sa composante le long du trajet. Les ressorts, une résistance variable du fluide et une poussée variable du moteur nécessitent cette approche plus générale. Une trajectoire courbe peut aussi imposer de découper le mouvement en petits segments lorsque l'orientation de la force change par rapport au déplacement. Utilisez des valeurs en newtons et en mètres, et indiquez l'angle en degrés. Le résultat donne le travail en joules ainsi que la composante de force parallèle au mouvement. Distinguez le déplacement de la longueur totale du trajet : seul le déplacement pendant lequel la force et l'angle indiqués s'appliquent entre dans cette formule. Ce calculateur convient aux exercices de mécanique et aux estimations, mais les systèmes complexes peuvent aussi faire intervenir le travail de rotation, la déformation, la chaleur et les pertes.