11.7
Considérons un corps rigide, par exemple un fidget spinner. Si une force externe lui est appliquée de telle sorte qu’il tourne de θ1 à θ2, autour d’un axe fixe, alors le travail total effectué sur le corps est égal à l’intégration du produit du couple net sur celui-ci et de son déplacement angulaire.
Comme le couple net sur tout corps rigide est égal au moment d’inertie multiplié par l’accélération angulaire, en substituant la valeur du couple dans l’expression de travail et en utilisant la règle de dérivation en chaîne, dω/dt peut être exprimé comme dθ/dt multiplié par dω/dθ.
Maintenant, dθ/dt est la vitesse angulaire, ω. Par conséquent, l’intégrande dans l’équation est égale à Iω.
En intégrant dans les limites des vitesses angulaires initiales et finales, le travail réseau effectué par la force externe pour faire tourner l’objet rigide autour d’un axe fixe est égal à la variation de l’énergie cinétique de rotation de l’objet.
C’est l’expression du théorème de l’énergie de travail pour un corps rigide en rotation.
Le théorème travail-énergie pour le mouvement de rotation est analogue au théorème travail-énergie pour le mouvement de translation. Il affirme que le…
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