À maîtriser avant le début de ce cours : Travail, Force conservative, Force non conservative, Énergie potentielle d’interaction, Énergie cinétique, Énergie mécanique.
À la recherche d’une grandeur énergétique conservative
Une grandeur caractérisant l’état d’un système est dite conservative si elle reste constante lorsque le système est isolé.
Les grandeurs conservatives sont très importantes en physique, leur utilisation permet souvent de comprendre simplement l’évolution des systèmes.
Une masse $m$ est mise en mouvement au contact de la Terre. L’expérience
montre que, à cause des frottements solides, la masse finit
immanquablement par s’arrêter après avoir parcouru une distance $d$.
- Démontrer que l’énergie mécanique n’est pas une grandeur conservative.
Réponse
Dans le référentiel du laboratoire, $E_M (t = 0) = \dfrac{1}{2} m\, v_0^2 + E_{PP}$ et $E_M (t_{\infty}) = E_{PP}$. Donc $\Delta E_M = E_M (t_{\infty}) - E_M(t = 0) = - \dfrac{1}{2}\, m\, v_0^2 < 0$.
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