Lorsqu'on lui demande d'effectuer une tâche physiquement difficile, une personne type est susceptible de dire: "C'est trop de travail!" "

Le fait que ces expressions soient utilisées de manière interchangeable, et que la plupart des gens utilisent "énergie" et "travail" pour signifier la même chose quand il s'agit de leur relation au travail physique , n'est pas une coïncidence; comme c'est si souvent le cas, les termes physiques sont souvent extrêmement éclairants même lorsqu'ils sont utilisés familièrement par des gens naïfs de la science.

Les objets qui possèdent par définition de l'énergie interne ont la capacité de faire un travail
. Lorsque l'énergie cinétique d'un objet
(énergie de mouvement; divers sous-types existent) change à la suite d'un travail effectué sur l'objet pour l'accélérer ou le ralentir, le changement (augmenter ou diminuer) de sa cinétique l'énergie est égale au travail effectué dessus (qui peut être négatif).

Le travail, en termes de physique, est le résultat d'une force déplaçant, ou changeant la position, d'un objet avec une masse. "Le travail est la force multipliée par la distance" est une façon d'exprimer ce concept, mais comme vous le constaterez, c'est une simplification excessive.

Puisqu'une force nette accélère ou modifie la vitesse d'un objet avec une masse, se développant les relations entre le mouvement d'un objet et son énergie est une compétence essentielle pour tout étudiant en physique du secondaire ou du collège. Le théorème travail-énergie regroupe tout cela de manière ordonnée, facilement assimilable et puissante.
Énergie et travail définis

L'énergie et le travail ont les mêmes unités de base, kg ⋅ m ^{2 /s 2. Ce mélange est doté d'une unité SI propre, le Joule. Mais le travail est généralement donné en newton-mètre équivalent (N ⋅m). Ce sont des quantités scalaires, ce qui signifie qu'elles n'ont qu'une magnitude; les quantités vectorielles telles que F, a, v et d ont à la fois une grandeur et une direction.}

L'énergie peut être cinétique (KE) ou potentielle (PE), et dans chaque cas, elle se présente sous de nombreuses formes. La KE peut être translationnelle ou rotationnelle et impliquer un mouvement visible, mais elle peut également inclure un mouvement vibratoire au niveau moléculaire et en dessous. L'énergie potentielle est le plus souvent gravitationnelle, mais elle peut être stockée dans des sources, des champs électriques et ailleurs dans la nature.

Le travail net (total) effectué est donné par l'équation générale suivante:

W < sub> net \u003d F _{net ⋅ d cos θ,}

où F _{net est la force nette dans le système, d est le déplacement de l'objet et θ est l'angle entre le déplacement et les vecteurs de force. Bien que la force et le déplacement soient des quantités vectorielles, le travail est un scalaire. Si la force et le déplacement sont dans des directions opposées (comme cela se produit pendant la décélération, ou une diminution de la vitesse alors qu'un objet continue sur le même chemin), alors cos θ est négatif et W net a une valeur négative.
Définition du théorème de l'énergie de travail}

Également connu sous le nom de principe de l'énergie de travail, le théorème de l'énergie de travail déclare que la quantité totale de travail effectuée sur un objet est égale à sa variation d'énergie cinétique (la cinétique finale moins l'énergie cinétique initiale). Les forces agissent pour ralentir et accélérer les objets, ainsi que pour déplacer des objets à une vitesse constante, ce qui nécessite de surmonter une force existante.

Si KE diminue, le travail net W est négatif. En d'autres termes, cela signifie que lorsqu'un objet ralentit, un "travail négatif" a été effectué sur cet objet. Un exemple est le parachute d'un parachutiste, qui (heureusement!) Fait perdre la KE au parachutiste en la ralentissant considérablement. Pourtant, le mouvement pendant cette période de décélération (perte de vitesse) est vers le bas à cause de la force de gravité, opposé à la direction de la force de traînée de la goulotte.