W est le travail (J), F l'intensité de la force (N), d le déplacement (m), α l'angle entre la force et le déplacement. Si α=0° : W=F·d (max). Si α=90° : W=0 (force perpendiculaire). Si α>90° : W<0 (force résistante).
2. Travail du poids
W(P) = -m·g·Δh = m·g·d·sin(α)
Le poids P=mg fait un travail moteur si l'objet descend (Δh<0) et un travail résistant s'il monte. Sur plan horizontal, W(P)=0. g=9,81 m/s².
3. Travail des forces de frottement
W(f) = -μ · N · d = -μ · m·g·cos(α) · d
Les forces de frottement font toujours un travail RÉSISTANT (négatif). N est la réaction normale du support, μ le coefficient de frottement cinétique. Exemple : μ=0,2, m=5 kg, d=5 m → W(f)=-49,05 J
4. Théorème Travail-Énergie Cinétique
W_net = ΔEc = ½·m·v² - ½·m·v₀²
Le travail net (somme de tous les travaux) est égal à la variation d'énergie cinétique. Si v₀=0 : v = √(2·W_net/m). Fondamental pour calculer les vitesses sans utiliser les équations du mouvement.
5. Puissance d'une force
P = W / t = F · v · cos(α)
La puissance P (Watt = J/s) mesure le taux de production de travail. F·v·cos(α) est la puissance instantanée d'une force lors d'un mouvement à vitesse v.