(18c)     Le Travail

    Le travail est associé aux forces qui surmontent la résistance. Le travail W exécuté contre une force de résistance F, sur une distance x, est défini comme F fois x

    Note: F doit s'opposer au mouvement. Si la direction du vecteur F est différente de la direction de x,alors F doit alors être partagé en composants perpendiculaires dont seul celui s'opposant directement au mouvement sera utilisé dans le calcul de W. (comme il a été vu à la section 14)

    Et si F change au cours du mouvement, une valeur moyenne appropriée doit être employée dans la formule pour W. (vous faites la moyenne pour la calculer)

    Supposez que nous soulevons un poids A de masse m à une distance h (pour hauteur) du plancher à la table (schéma 1). La force à surmonter est

    C' est justement l'énergie potentielle du poids ! Nous pouvons rattacher ce poids par une corde à un autre identique -- noté B -- posé sur le plancher et faire passer la corde par une poulie.-- une poulie idéale n'ayant aucun frottement, et une corde idéale n'ayant aucun poids -- , le tout au bord d'une table : la plus légère poussée de haut en bas fera descendre A au sol, alors que B monte au niveau de la table.

    Un travail W a été effectué en soulevant la masse B, tandis que la masse A abandonne en retour son énergie potentielle. Cela démontre en effet que l'énergie est "la capacité d'effectuer un travail" : de l'énergie potentielle a été donnée vers le haut, et en échange un travail a été exécuté.

    Le travail exécuté en soulevant B est de nouveau investi en énergie potentielle. Avec les poulies, les cordes idéales etc., l'énergie égale à nouveau W, illustrant la la conservation de l'énergie . Dans une installation idéale sans pertes, cette énergie a pu être employée à ramener A à sa hauteur précédente. Notez également que notre définition pratique de l'énergie ( quelque chose qui peut faire fonctionner une machine) est valable ici, puisque la chute d' un poids peut en effet faire tourner une machine.

    L'énergie est toujours conservée, mais -- comme déjà vu -- pas toujours sous forme utilisable. Supposez que le poids A ne soit plus relié à un poids égal sur le plancher, mais à un bloc de béton sur la table (schéma 2). Si la force de frottement du bloc, glissant sur le dessus de la table, est exactement égale à mg, la chute de A permet alors au bloc de parcourir une distance h et de venir à bout de F

    Mais maintenant le potentiel d'énergie mgh mgh a été convertie en chaleur, produite par le frottement. C'est une énergie impossible à convertir à nouveau en travail - elle a été dispersée au niveau moléculaire - Comme il a déjà été dit dans la section 15 sur l' énergie , même avec des dispositifs et des substances idéales, la physique ne peut rétablir qu'une certaine fraction de cette énergie, jamais son intégralité.

  Puisque les trains sont reliés, quand l'un monte, l'autre descend, et , perdant son énergie potentielle, il aide l'autre à monter. Toutes les stations intermédiaires doivent toujours être coordonnées, de sorte que quand le train montant s'arrête à la station X, le train descendant s'arrête à la station Y (et inversement, le train qui monte à Y, celui qui descend à X). Quand un train atteint la station inférieure, l'autre est à la station supérieure.

  On penserait que deux voies sont nécessaires, une pour chaque train. En fait, une seule voie est suffisante, si à mi-chemin une courte double section est insérée, avec des aiguillages dirigeant automatiquement les trains sur des voies séparées, leur permettant de se croiser sans risque. En montagne, des cabines de touristes suspendues à des câbles peuvent également être reliées par paires selon ce principe, mais les câbles sont toujours séparés.