Chapitre 4

La première loi de Newton

Concept de force• On ne peut pas voir une force, on ne peut

qu’en ressentir les effets.

Une force est une poussée ou une traction qui modifie l’état de mouvement d’un objet ou qui le déforme.

Les forces possèdent une grandeur et une orientation. Elles peuvent donc être représentées par des vecteurs.

Une force se mesure en Newton (N)1N = 1kg x m/s2

Fg

Concept d’inertieAristote Galilée

• L’état naturel des objets est l’immobilité.

• Une force doit agir sur un objet pour que celui-ci se déplace.

• Une force est nécessaire pour mettre un objet en mouvement.

• Aucune force n’est nécessaire pour que ce mouvement se poursuive.

L’inertie est la tendance naturelle d’un objet à conserver son état de mouvement, à résister au changement.

Selon Galilée, l’état naturel des objets n’est pas l’immobilité mais plutôt la conservation de l’état de mouvement.

L’inertie dépend de la masse de l’objet:• Plus l’objet est lourd, plus il est difficile de

modifier son état de mouvement, donc, plus son inertie est grande.

Première loi de Newton

• Un objet au repos ou en mouvement rectiligne uniforme conservera cet état de mouvement indéfiniment, à moins qu’une force ne vienne modifier cet état de mouvement. (Loi de l’inertie)

Force résultante

• Lorsque plusieurs forces agissent en même temps sur le même objet, la force résultante est une force virtuelle équivalente à la somme vectorielle de toutes ces forces.

45o

F2 = 40 N

F1 = 30 N

Quelle est la grandeur et l’orientation de la force résultante?

On doit d’abord trouver les composantes horizontales et verticales des forces à l’aide des formules suivantes:Fx = F cos θFy = F sin θ

On additionne ensuite ses composantes:

x yF1 30 N 0 NF2 28,28 N 28,28

NFR 58,28 N 28,28

NOn trouve la norme et l’orientation de la force résultante:

FR = = 65,05 N

Tan θ = θ = 25,88o

État d’équilibreLorsque la somme vectorielle de toutes les forces qui agissent sur un objet représente une force nulle, son état de mouvement est conservé. On dit alors que l’objet est en état d’équilibre.

Un objet est en état d’équilibre si aucune force n’agit sur lui ou si la force résultante est nulle.

Pour trouver la force équilibrante d’un système de forces, il s’agit de trouver quelle force permettrait au système d’avoir une force résultante égale à zéro.

F1=40 N

F2 =30 N à 25o

Exemple:Trouver la force équilibrante des 2 forces illustrées ci-contre.

1. Trouver les composantes des 2 forces

x yF1 0 40F2 27,2 12,7Fé

FR 0 0

2. Trouver les composantes de la force équilibrante

-27,2

-52.7

3. Trouver la norme et l’orientation de la force équilibrante.