Travail d'une force
Calculateur

Elle calcule le travail effectué par une force qui déplace un objet sur une certaine distance, en tenant compte de l'angle entre la direction de la force et la direction du mouvement. Seule la composante de la force agissant dans la direction du mouvement effectue réellement du travail; le reste est « gaspillé » au sens physique, même si ce n'est pas ressenti ainsi.

Comme cos(90°) = 0, une force appliquée entièrement à angle droit par rapport au déplacement d'un objet ne contribue en rien au travail, peu importe l'ampleur de cette force. C'est pourquoi porter un sac lourd en marchant horizontalement n'effectue aucun travail contre la gravité, même si vous fournissez un effort physique réel — la force (soutenant le poids du sac, verticale) est perpendiculaire au mouvement (horizontal).

Oui — lorsque la force a une composante opposée à la direction du mouvement (angle supérieur à 90 degrés), le travail est négatif, ce qui signifie que la force retire de l'énergie au mouvement de l'objet plutôt que d'en ajouter. Le frottement agissant contre un objet qui glisse en est l'exemple classique : il effectue un travail négatif, ralentissant l'objet.

Le travail nécessite un déplacement — si l'objet ne bouge pas (d = 0), aucun travail n'est effectué sur lui, peu importe la force que vous appliquez ou l'effort musculaire qu'il vous coûte. La sensation de fatigue vient de contractions musculaires microscopiques continues maintenant la force, un coût énergétique biologique, pas un travail mécanique au sens physique.

Le travail est le mécanisme par lequel l'énergie entre ou sort d'un système — effectuer un travail positif sur un objet augmente son énergie (souvent cinétique, selon le théorème de l'énergie cinétique), tandis qu'un travail négatif la retire. C'est pourquoi le travail et l'énergie partagent la même unité, le joule, et pourquoi calculer le travail est souvent la première étape pour trouver un changement d'énergie cinétique ou potentielle d'un objet.