Le Travail Introduction

Summary

Cette vidéo explique la notion de travail en physique, définie comme la combinaison d'une force et d'un déplacement. À travers des exemples simples, comme lever un cube, l'orateur montre comment le travail dépend à la fois de la force exercée et de la distance parcourue. Il démontre également que cette relation est proportionnelle, le travail augmentant avec la force et la distance. Le travail, forme fondamentale de l'énergie, est universel et se retrouve dans toutes les formes d'énergie (musculaire, nucléaire, électromagnétique, etc.).

Takeaways

• 💡 Le travail est une forme d'énergie qui combine force et déplacement.
• 🧼 L'exemple de la lessive à la main illustre bien cette combinaison de forces et de déplacements.
• 🔧 Le terme 'travail' est utilisé en physique car il rappelle la notion de travail manuel impliquant des forces pour obtenir des déplacements.
• 🧠 Le but est de formuler mathématiquement le lien entre force, déplacement et énergie, ce qui correspond au travail.
• 🌍 Le travail est une forme d'énergie fondamentale, présente dans toutes les autres formes d'énergie comme l'énergie musculaire, nucléaire, électromagnétique et thermique.
• 🔢 Le travail (W) est proportionnel à la longueur du déplacement sur lequel une force est appliquée.
• 🛠️ Le travail est également proportionnel à la force exercée pour déplacer un objet.
• 📐 La formule du travail est simple : il est égal au produit de la force et du déplacement (W = F * d).
• ⚖️ La relation de proportionnalité montre que plus la force ou le déplacement augmente, plus le travail augmente proportionnellement.
• 🔄 Cette définition du travail s'applique à toutes les formes d'énergie, renforçant son caractère universel en physique.

Q & A

Quelle est la définition du travail en physique donnée dans cette vidéo?

Le travail en physique est défini comme une forme d'énergie qui correspond à la combinaison d'une force exercée sur un objet et du déplacement de cet objet.

Pourquoi appelle-t-on cette forme d'énergie le 'travail'?

Le terme 'travail' est utilisé car il rappelle la notion de travail manuel, où l'on doit exercer une force pour obtenir un déplacement, un concept similaire à celui du travail en physique.

Comment le travail est-il relié aux autres formes d'énergie?

Le travail est une forme fondamentale d'énergie, que l'on retrouve dans toutes les autres formes d'énergie, y compris l'énergie musculaire, nucléaire, électromagnétique, électrique et thermique.

Quelle expérience de référence est utilisée pour expliquer le travail?

L'expérience de référence consiste à soulever un cube sur une petite colonne en exerçant une force égale au poids du cube et en le déplaçant sur la hauteur de la colonne.

Pourquoi utilise-t-on la lettre W pour représenter le travail?

La lettre W est utilisée car elle est la première lettre du mot 'work' en anglais, qui signifie travail. La lettre E, normalement associée à l'énergie, est réservée pour la température en physique afin d'éviter la confusion.

Comment le travail varie-t-il avec la longueur du déplacement?

Le travail est proportionnel à la longueur du déplacement. Si la longueur est doublée, le travail est également doublé, tant que la force reste constante.

Comment le travail varie-t-il avec la force exercée?

Le travail est proportionnel à la force exercée. Si la force est doublée, le travail est également doublé, à condition que la longueur du déplacement reste la même.

Quelle est la relation mathématique entre le travail, la force et le déplacement?

La relation mathématique du travail est donnée par la formule : Travail (W) = Force (F) x Déplacement (d). Le travail est donc le produit de la force exercée et de la distance parcourue.

Quels exemples d'énergie sont mentionnés pour illustrer le concept de travail?

Les exemples d'énergie mentionnés incluent l'énergie musculaire, l'énergie nucléaire, l'énergie électromagnétique, l'énergie électrique et l'énergie thermique.

Pourquoi le travail est-il considéré comme la forme fondamentale de l'énergie?

Le travail est considéré comme la forme fondamentale de l'énergie car il est présent dans toutes les autres formes d'énergie, et comprendre le travail permet de comprendre ces autres formes.

Outlines

00:00

💡 Introduction à la notion de travail

Dans ce paragraphe, l'auteur explique la notion de travail en physique, définie comme une combinaison de force et de déplacement. Cette notion est illustrée par l'exemple du lavage à la main, où des forces et des mouvements sont impliqués. Il est souligné que le terme 'travail' rappelle le travail manuel, et que la formule mathématique qui relie force, déplacement et énergie est essentielle pour comprendre cette notion fondamentale. Le travail est une forme d'énergie universelle présente dans d'autres types d'énergie, comme l'énergie musculaire, nucléaire, électrique ou thermique.

05:01

🔍 Expérience de référence : lever un cube

L'auteur décrit une expérience où il soulève un cube jusqu'au sommet d'une colonne, en utilisant une force égale au poids du cube et un déplacement égal à la hauteur de la colonne. Le travail effectué est noté W, en référence à 'work' en anglais. Il est expliqué pourquoi la lettre W est utilisée pour représenter le travail et non la lettre E, qui est réservée à la température en physique. Cette expérience de référence permet d'établir la relation entre force, déplacement et travail.

10:02

🔁 Proportionnalité entre travail et déplacement

Dans cette section, l'auteur double la hauteur de la colonne, ce qui implique un doublement du travail. En montant le cube à une hauteur de 2H, il montre que le travail est proportionnel au déplacement. Cela permet de comprendre que, pour une force constante, plus le déplacement est grand, plus le travail est important. Cette expérience confirme la relation de proportionnalité entre la longueur du déplacement et le travail effectué.

👩‍🔧 Proportionnalité entre travail et force

L'auteur réalise une nouvelle expérience où il utilise ses deux bras pour soulever deux cubes en même temps. Il montre que la force nécessaire est doublée, et que le travail total est également doublé. Cette expérience démontre la proportionnalité entre la force exercée et le travail, tout comme l'expérience précédente démontrait la proportionnalité entre le déplacement et le travail. Si la force est multipliée, le travail l'est également.

🔗 Combinaison des lois : relation entre force, déplacement et travail

L'auteur combine les deux lois démontrées précédemment, en expliquant que le travail est le produit de la force et du déplacement. Il rappelle que cette relation ne nécessite pas de coefficient de proportionnalité supplémentaire, et que cette formule est la définition fondamentale du travail en physique. Cette dernière partie récapitule les résultats obtenus dans les expériences, confirmant que le travail est proportionnel à la fois à la force et au déplacement.

🌍 Conclusion : l'universalité du travail

L'auteur conclut en insistant sur le caractère universel de la notion de travail. Il rappelle que cette forme d'énergie se retrouve dans toutes les autres formes d'énergie, qu'il s'agisse de l'énergie musculaire, nucléaire, électromagnétique, etc. Comprendre le travail est donc essentiel pour saisir les autres types d'énergie. La séquence se termine en remerciant l'audience pour leur attention.

Keywords

💡Travail

Le travail, dans le contexte de la vidéo, est défini comme une forme d'énergie résultant de la combinaison d'une force et d'un déplacement. Ce terme est central car il illustre comment l'énergie est transférée à travers des actions physiques, comme dans l'exemple de soulever un cube sur une colonne. Il fait également référence à la notion plus générale de travail manuel, où une force est nécessaire pour obtenir un déplacement.

💡Force

La force est une composante essentielle du travail. Elle est la cause qui provoque un déplacement lorsqu’elle est appliquée sur un objet. Dans la vidéo, la force est représentée par une flèche rouge et est équivalente au poids du cube. La vidéo explique comment la force, combinée à un déplacement, permet de définir le travail effectué.

💡Énergie

L'énergie est la capacité de réaliser un travail. Le travail lui-même est décrit comme une forme fondamentale de l'énergie, présente dans toutes les autres formes d'énergie comme l'énergie musculaire, nucléaire, électromagnétique et thermique. La vidéo met l'accent sur le lien entre le travail, la force et le déplacement pour comprendre le concept d'énergie.

💡Déplacement

Le déplacement représente la distance parcourue sous l'effet d'une force. Dans la vidéo, il est illustré par le cube qui est soulevé sur une colonne. Le déplacement est proportionnel au travail, ce qui signifie que plus la distance parcourue est grande, plus le travail effectué est important.

💡W (travail)

Le symbole W représente le travail dans les formules mathématiques. Il est utilisé pour éviter la confusion avec d'autres symboles, comme E qui est souvent utilisé pour la température en physique. W vient du mot 'work' en anglais, ce qui souligne le lien entre la langue scientifique et le terme de travail.

💡Proportionnalité

La proportionnalité est un concept clé qui relie le travail à la force et au déplacement. La vidéo montre comment le travail est proportionnel à la force et à la distance parcourue : doubler la force ou la distance double le travail. Ce principe est illustré à travers des expériences où la hauteur de la colonne ou la force appliquée est augmentée.

💡Expérience de référence

L'expérience de référence consiste à soulever un cube à une hauteur donnée pour illustrer le concept de travail. Cette expérience sert de point de comparaison pour d'autres expériences dans la vidéo, permettant de démontrer les liens de proportionnalité entre le travail, la force et le déplacement.

💡W0

W0 est l'énergie ou le travail réalisé dans l'expérience de référence. Elle correspond à l'énergie nécessaire pour soulever un cube à une hauteur donnée. La vidéo l'utilise pour comparer avec d'autres expériences où la hauteur ou la force appliquée est modifiée.

💡Hauteur (h)

La hauteur h représente la distance verticale parcourue par le cube lorsqu'il est soulevé. Elle est cruciale pour déterminer le travail effectué, puisque le travail est proportionnel à cette distance. Dans la vidéo, doubler la hauteur double le travail réalisé, montrant la relation directe entre la hauteur et le travail.

💡Énergie musculaire

L'énergie musculaire est un exemple de la forme d'énergie dans laquelle le travail se manifeste. La vidéo la mentionne pour illustrer que le travail se retrouve dans de nombreuses formes d'énergie, y compris celles qui impliquent l'effort physique, comme dans l'exemple de lever un objet.

Highlights

Le travail est une forme d'énergie qui combine une force et un déplacement, comme l'illustre l'exemple de la lessive à la main.

La terminologie 'travail' en physique rappelle la notion de travail manuel, nécessitant la force pour provoquer des déplacements.

L'objectif de la séquence est de montrer le lien mathématique entre la force, le déplacement, et l'énergie, appelé travail.

Le travail est une forme fondamentale d'énergie qui se retrouve dans d'autres types d'énergie comme l'énergie musculaire, nucléaire, électromagnétique, et thermique.

Un cube est utilisé comme exemple pour illustrer le lien entre force, déplacement, et travail, en le montant sur une colonne de hauteur donnée.

Le travail est représenté par la lettre W (pour 'work' en anglais), la lettre E étant réservée à la température dans les sciences.

Une expérience démontre que le travail est proportionnel à la longueur (distance) sur laquelle la force est exercée.

Une deuxième expérience avec deux cubes montre que le travail est également proportionnel à la force exercée, doublant le travail si la force double.

La combinaison des deux expériences montre que le travail est proportionnel à la force et à la longueur.

La loi mathématique finale est que le travail est égal au produit de la force et de la distance parcourue.

Le travail est une forme fondamentale d'énergie présente dans toutes les autres formes d'énergie, qu'il s'agisse d'énergie musculaire, nucléaire ou électromagnétique.

L'expression du travail en termes de force et de longueur est essentielle pour comprendre comment l'énergie est dépensée.

Le travail est défini comme l'énergie dépensée pour exercer une force sur une distance donnée.

Le lien entre la force, le déplacement et l'énergie est crucial pour comprendre la physique et les autres formes d'énergie.

Le travail est universel et constitue la base de toutes les formes d'énergie que l'on retrouve dans la nature.

Transcripts

je vais si vous parlez de la notion de

travail le travail c'est la forme de

l'énergie qui correspond simplement à la

combinaison d'une force et d'un

déplacement comme l'illustrent très bien

cette illustration ici la lessive à la

main impliqué fidh et évidemment des

forces et des déplacements comme je le

montre ici et ce n'est bien sûr pas un

hasard si on appelle cette forme de

l'énergie le travail un peu simplement

parce que ce thème rappelle la notion de

travail manuel dans lequel il faut

exercer force pour obtenir des

déplacements exactement comme dans cette

illustration

on a donc ici une terminologie qui est

très intuitive mais qui est donc très

utile en pratique pour se rappeler donc

de quoi on parle alors le but de cette

petite séquence est d'obtenir le lien

mathématiques que l'on a entre force et

déplacements d'une part et énergie

d'autre part cette formulation

mathématiques ne sera rien d'autre que

la formulation de ce qu'on appelle donc

le travail

alors avant de commencer je voudrais

insister ici sur le caractère tout à

fait universels du travail

c'est une forme la plus fondamentale de

l'énergie puisque on retrouve cette

forme d'énergie dans toutes les autres

formes d'énergie

comme je l'aï déjà dit dans la séance

introductive 1a séance d'introduction à

l'énergie le travail se retrouve

forcément dans l'énergie musculaire

c'est une évidence

on le retrouve également dans l'énergie

nucléaire

on le retrouve dans la notion de

d'énergie électromagnétique qu'on voit

et c'est dans les ondes

électromagnétiques dans l'énergie

électrique est également l'énergie

thermique simple plus simplement la

chaleur ici 1 toutes ces énergies

comporte à la base des forces combinées

à des déplacements

on a donc ça nous avons travaillé

vraiment importante et il est très utile

d'en connaître donc la formulation

mathématiques et c'est donc ça que je me

propose

de faire ici je vais chercher donc le

lien qui existe entre force et

déplacements d'une part et énergie donc

d'autre part alors pour ça je vais

considérer des petites expériences très

simple je vais considérer ici un cube

que je vais monter ici sur une petite

colonne de hauteur donner c'est ce que

je vais faire maintenant l'heure ce cube

un certain point qui est indiqué ici par

la flèche lourd ce poids est

actuellement compensée par la table ici

pour que ce qu il reste en place mais la

table existe forcément leurs forces

un ver 6 6 1 qui rouge qui est une force

inquiète égale à son poids bien sûr mais

deux sens opposé alors maintenant c'est

moi qui vais exercer cette force ici

j'exerce cette force dans le but de

monter ce cube ici au sommet de la

petite colonne alors pour ça j'avais

besoin d'un travail bien sûr jeunes

effectuent un travail pourquoi parce que

je vais exercer une force c'est la

flèche rouge ici une force qui va

engendrer un déplacement j'ai donc

combinaison de forces et de déplacement

et j'aurai besoin donc d'un travail

d'une énergie je vais donc dépenser

cette énergie maintenant on y va

voilà je les veux ce qu ici jusqu'au

sommet de la petite colonne ça m'a

demandé un certain travail que je vais

appeler w alors pourquoi w et bien tout

simplement parce que w et la première

lettre du mot work 1 qui signifie de

travail en anglais vous allez me dire

pourquoi on n'a pas utilisé la lettre e

t elle tout simplement parce que la

lettre e t en physique et en sciences en

général est consacrée à la température

donc pour ne pas

semer la confusion dans les symboles

on a tout simplement garder la lettre w

comme les anglais donc voilà ce que je

vais faire maintenant c'est tout

simplement obtenir la formulation du

travail en terme de force et de longues

heures de déplacement en terme de force

6 et de la longueur du déplacement sur

laquelle cette force est exercée si

j'obtiens cette relation mathématique

ici des genres est l'expression générale

du travail

alors cette expression pour bien vous

montrer ce vers quoi je veux aller ici

c'est une expression mathématiques telle

que celle ci par exemple le travail

pourrait très bien être proportionnelle

au carré de la force et inversément

proportionnel au cube de la distance

parcourue

il sait que c'est pas le cas du tout à

ce sujet pour illustrer à ce vers quoi

je veux aller je veux le lien

mathématiques qui existent donc entre w

et f et d'autre part voilà ce lien n'est

pas celui qu'on a en réalité un je veux

obtenir le bon lien et pour ça je vais

me baser sur la petite expérience que je

viens de faire ici ce que je vais

considérer comme l'expérience de

référence tout simplement parce que je

vais maintenant faire d'autres

expériences à que je vais venir comparé

à cette petite expérience si nos coeur

donc je vais notamment comparé les

énergies dépensées dans ses autres

expériences à l'énergie que je dépense

ici pour cette expérience de référence

alors puisque c'est mon expérience de

référence je vais donner un nom

particulier à cette énergie si je vais

l'appeler l'énergie w0 voilà cette

énergie correspond bien sûr à une force

et un déplacement spécifique la force

que j'ai exercées pour lever le cube

depuis la table jusqu'au sommet de la

colonne ici correspond bien sûr au poids

ici de ce cube 1 la flèche rouge ici à

bien la même longueur que le point ici

c'est bien la force f égal

et que j'ai exercées pour monter le cube

la longueur quant à elle à la longueur

que j'ai parcouru ici pour passer de la

table ou sommet de la colonne de bien

sûr c'est tout simplement la hauteur de

la colonne que je vais appeler h donc

voilà ce travail w0 correspond tout

simplement à la hauteur acheté à la

force

f eyal paix maintenant je vais effectuer

d'autres expériences qui vont me

permettre d'obtenir la formulation de w2

du travail donc en fonction de la force

et du déplacement alors la deuxième

expérience que propose ici est très

simple c'est essentiellement la même

expérience que l'expérience de référence

à part que je vais doubler ici la

hauteur de la colonne en venant

superposer à la première colonie si une

deuxième colonne tout à fait identique

je vais donc maintenant prendre ce qu

ici je vais exercer la force rouge ici

comme tout à l'heure dans le but de

monter le cube issy jusque tout en haut

de la colonne voilà qui est fait en

faisant ça que ce que j'ai fait j'ai

dépensé forcément un certain travail

quel est ce travail c'est très simple à

voir bien sûr pour monter de la table

jusqu'au sommet de la colonne je suis

forcément un moment donné passé à la

hauteur de la première colonne la

hauteur h

quand j'étais arrivé là mais j'ai

forcément dépenser l'énergie w0 ensuite

j'ai refait la ou de rage et j'ai à

nouveau dépenser l'énergie w01 il est

clair ici que au total j'ai dépensé

l'énergie de w 0 il est tout aussi

facile de comprendre bien sûr que ce

facteur de ici correspond simplement au

doublement de la longueur dans

l'expérience de référence pour laquelle

j'avais l'énergie w0 j'avais une autre

h dans la nouvelle expérience j'avais

une hauteur deux âges

et ça tombe bien la raison pour laquelle

je suis ici arrivé à deux fois

w 0 comme travail ceci me montre très

simplement que le travail est

proportionnelle à la longueur sur

laquelle la force est exercée j'ai donc

obtenu déjà le lien entre longueur et

travail

je vais maintenant travailler ici sur le

lien entre la force et le travail alors

pour ça je vais considérer une autre

expérience je vais considérer si

toujours mon expérience de référence

mais je vais effectuer deux fois une

fois avec le bras droit une fois avec le

bras gauche un gibier avec le bras droit

ici jv j'exerce la force rouge quitte

ici et je monte ce poids ici jusqu'au

sommet de la colonne

je vais faire la même chose en changeant

de bras ici je prends mon bras gauche et

je vais lever le poing ici tout

simplement en haut de cette colonne

voilà j'ai donc effectué avec chacun des

murs à l'expérience de référence j'ai

donc forcément aussi dépenser l'énergie

w0 pour lui et pour l'autre donc ceci

était évident je peux donc maintenant m

ceci de côté je fais un petit peu de

place pour faire une une autre

expérience et cette expérience a

consisté à enlever deux cubes ou semaine

si de cette petite colonne de même

auteur h que les autres que les autres

que j'ai là et pour monter ses deux

tubes bien sûr pour qu'ils tiennent en

haut de cette colonne eh bien je vais

tout simplement de voir les coller à

pour qu'il tienne bien sûr sur ce

support

alors je vais les collègues je vais

appliquer simplement un petit peu de

colle ici et ensuite je vais tout

simplement ramener ici

ce cube de manière à ce n'est faire

coller je vais attendre que la colle

sèche

et je vais maintenant l'élever au sommet

ici de cette colonne alors pour faire ça

je vais utiliser mes deux bras

j'utilise mes deux bras qui vont

forcément se partager ici le poids total

un bras va forcément en porter le poids

paix d'un cumul autres également de

manière à porter en réalité le poids de

paix bien sûr voilà donc ce que je peux

exercer maintenant avec mes deux mains

ici et c'est la force qui vaut f égal 2

p d'une fois que j'ai exercé cette force

je vais maintenant pouvoir lever ces

deux cubes ou sommet de cette colonne

voilà qui va être fait voilà j'ai donc

levé cette fois ci les deux cubes à la

fois et ce que j'ai fait bien sûr c'est

toujours dépensé deux fois le travail w0

puisque chacun de mes bras porter le

poids paix sur la hauteur h

ils ont chacun effectué exactement le

même travail qui si il est tout à fait

évident un câble travail que j'ai

dépensé ici c'est tout simplement de w 0

alors ce facteur 2 bien sûr correspond

tout simplement au doublement de la

force par rapport à l'expérience de

référence dans l'expérience de référence

j'avais une force à exercer ici qui

valait tout simplement le poids p ici

j'ai une force qui valait 2 p mais ce

facteur de ici et forcément le même que

j'ai ici

si j'avais pris trois cubes à la fois

mais clairement j'aurais eu trois ici et

1,3 là c'est une évidence tout ça est

très simple on voit qu'il ya un simple

lien de proportionnalité entre la force

et le travail

exactement comme on l'avait ici pour la

longueur et le travail

ok donc je vais récapituler maintenant

ce que j'ai fait a pour obtenir la

proportionnalité entre travail et

longueur et bien j'ai pris mon

expérience de référence j'ai simplement

doublé la hauteur

pour obtenir un travail doublé avec la

même force

à force constante on a vu que quand la

longueur augmente et le travail

augmenter d'autant le lien était donc un

lien de proportionnalité domaine ici ce

que j'ai fait par rapport à l'expérience

de référence de ces conserver la hauteur

h

après avoir doublé la force dans ce cas

là des on a pu constater tout simplement

la proportionnalité entre la force et le

travail alors ces deux lois ici peuvent

maintenant être combinées en une seule

loi toute simple qui va tout simplement

consisté à dire que le travail c'est le

produit de la force et de la longueur et

on n'a même plus besoin ici de mettre un

coefficient de proportionnalité je peux

mettre le signe égal tout de suite et

c'est ça qui va définir donc ce que l'on

appelle le travail

j'ai ici la proportionnalité à la

longueur on voit effectivement qu'on a

proportionnalité à la longueur pour la

force constante il a forcé constante on

voit effectivement que plus la longueur

est grande plus ce travail est grand

c'est cette situation qui est illustrée

ici la force était constante f et galp

et comme dans l'expérience de référence

pour lesquelles je ne monte que jusqu'à

h ici et quand je monte jusqu'à 2 h

1 j'ai bien proportionnalité ici à la

longueur puis ce que j'obtiens de w06

bien ça que ça exprime à force constante

quand elle double w double ici c'est

inverse

ici j'ai considéré une longueur

constantes par rapport à l'expérience de

référence la longueur est restée la même

mais la force a été doublé la longueur

est restée la même

elle fx quand elle fx on veut clairement

qu'un w est proportionnelle à f

on a donc bien la combinaison de ces

deux lois ici en une seule et ceci est

donc la définition du travail

la forme la plus élémentaire de

l'énergie correspond simplement au

travail qui est donc le produit de la

force soit la longueur sur laquelle on a

exercé cette force donc pour dépenser de

l'énergie

ok j'ai donc obtenu ce que je voulais

c'est le lien donc entre énergie d'une

part force et déplacements d'autre part

force et déplacements ici d'autre part

c'est la formulation donc mathématiques

du travail

je vais terminer tout simplement henri

insistant sur le caractère universel du

travail puisqu'on retrouve cette forme

de l'énergie dans toutes les autres

formes d'énergie qu'on peut avoir à que

ce soit l'énergie musculaire l'énergie

nucléaire l'énergie électromagnétique

etc etc

c'est vraiment la forme fondamental de

l'énergie qu'il est donc essentiel de

comprendre et de connaître pour

comprendre toutes les autres voilà merci

pour votre attention ceci termine cette

séquence