Work & Energy Calculator

W = F x d x cos(theta)

Work Calculator

Calculate work done

Formula
W = F x d x cos(theta)

Qu'est-ce que le Travail en Physique ?

En physique, le travail est effectué lorsqu'une force provoque le déplacement d'un objet dans la direction de la force. Le travail n'est pas simplement l'application d'une force — si vous poussez un mur et qu'il ne bouge pas, aucun travail n'est effectué. Le travail est le transfert d'énergie via une force agissant sur une distance.

Le travail est mesuré en joules (J), la même unité que l'énergie, car le travail est une forme de transfert d'énergie. Le théorème travail-énergie stipule que le travail net effectué sur un objet est égal à la variation de son énergie cinétique : W_net = ΔEC. Ce principe relie la mécanique et la conservation de l'énergie de façon fondamentale.

Comment Utiliser la Calculatrice

  1. Entrez la force (F) appliquée à l'objet en Newtons (N).
  2. Entrez le déplacement (d) de l'objet en mètres (m).
  3. Entrez l'angle (θ) entre la direction de la force et le sens du mouvement en degrés.
  4. Cliquez sur Calculer pour obtenir le travail effectué en joules (J).

Formule et Explication

W = F × d × cos(θ) W = travail effectué (J) F = force appliquée (N) d = déplacement (m) θ = angle entre force et déplacement Théorème Travail-Énergie : W_net = ΔEC = ½mv₂² − ½mv₁²

Quand θ = 0° (force parallèle au mouvement), W = Fd (maximum). Quand θ = 90° (force perpendiculaire), W = 0. Quand θ = 180° (force opposée), le travail est négatif.

Exemples Résolus

Tirer un Traîneau

Un enfant tire un traîneau avec 50 N à 30° au-dessus de l'horizontal, sur 10 m. W = 50 × 10 × cos(30°) = 433 J. La composante verticale de la force ne fait aucun travail — seule la composante horizontale déplace le traîneau.

Freinage d'une Voiture

Une voiture de 1200 kg freine de 20 m/s à l'arrêt. W_net = ΔEC = 0 − ½ × 1200 × 20² = −240 000 J. Les freins font −240 kJ de travail (négatif car la force s'oppose au mouvement), convertissant l'énergie cinétique en chaleur dans les plaquettes.

Soulever une Caisse

Une caisse de 20 kg est soulevée de 2 m verticalement. Force = mg = 196,2 N. Déplacement = 2 m. θ = 0°. W = 196,2 × 2 × cos(0°) = 392,4 J de travail effectué contre la gravité, stocké comme énergie potentielle gravitationnelle.

Foire aux Questions

Qu'est-ce que le théorème travail-énergie ?▾
Le théorème travail-énergie stipule que le travail net effectué sur un objet est égal à la variation de son énergie cinétique : W_net = ΔEC = ½mv₂² − ½mv₁². Il relie la deuxième loi de Newton et la conservation de l'énergie.
Le travail peut-il être négatif ?▾
Oui. Le travail négatif se produit quand la force s'oppose au déplacement (θ > 90°). La friction effectue toujours un travail négatif sur les objets glissants ; les freins font un travail négatif ; la gravité fait un travail négatif quand on soulève un objet. Le travail négatif retire de l'énergie cinétique au système.
Quelle est la différence entre puissance et travail ?▾
Le travail est l'énergie totale transférée ; la puissance est le taux de transfert d'énergie : P = W/t (watts). Un haltérophile faisant 500 J en 2 secondes génère 250 W. Un ascenseur faisant le même travail en 0,5 s génère 1000 W (1 kW). Même travail, puissances différentes.
La gravité fait-elle du travail sur un satellite ?▾
Sur une orbite circulaire, la gravité agit perpendiculairement à la vitesse à chaque instant (θ = 90°), donc la gravité ne fait aucun travail net par orbite. La vitesse du satellite reste constante. Sur des orbites elliptiques, la gravité fait un travail positif (accélération près de la Terre) et négatif (ralentissement loin).
Quelle est la différence entre travail et couple ?▾
Les deux sont mesurés en N·m, mais le travail (joules) est un scalaire — l'énergie transférée. Le couple (N·m) est un vecteur — la tendance à la rotation. Travail effectué par un couple : W = τ × θ, où θ est l'angle de rotation en radians.