III. Effets d’une force sur le mouvement(tp)

A Chronophotographie n°1dt = 80 ms

C

A

D

B

aimant

III. Effets d’une forces sur le mouvement

a) Conclusion du TPUn force qui s’exerce sur un objet peut• Mettre cet objet en mouvement• Modifier la direction de sa trajectoire

• Modifier la vitesse: sa valeur et/ou sa direction

• Ces modifications sont d’autant plus importantes que la masse du corps est petite

b) Exemple: chute libre

Étude du mouvement d’une balle lancée dans une direction quelconque

1. Référentiel terrestre

2. Système "Balle"

3. Bilan des forces Une fois lancée La balle n’est soumise qu’à l’action de

sont poids (de valeur P = m.g) On néglige les forces de frottements de

l’air sur la balle

P

P

P

P

P

P

P

P

P PP P P P P

PP

P

P

P

P

P

P

P

Durant la montée la valeur de la vitesse diminue dans la direction verticale

Dans la direction verticale le mouvement est rectiligne retardé

Durant la descente la valeur de la vitesse augmente dans la direction verticale

Dans la direction verticale le mouvement est rectiligne accéléré

La vitesse reste constante dans la direction horizontale

Dans la direction horizontale le mouvement est rectiligne uniforme

Au cours d’une chute libre la valeur de la vitesse n’est modifiée que dans la direction verticale

GÉNÉRALISATION:

Une force ne peut modifier la valeur de la vitesse que dans sa direction

Au cours d’une chute libre la valeur de la vitesse n’est modifiée que dans la direction verticale

GÉNÉRALISATION:

Une force ne peut modifier la valeur de la vitesse que dans sa direction

IV. Le Principe d’inertie

a) Question:

Faut il toujours une force pour entretenir un mouvement?

b) Observation courante:

Un objet lancé sur le sol horizontal s’arrête rapidement

Les réponses

L’hypothèse d’Aristote(384-322 av. J.C.)

Il faut toujours une force pour entretenir le mouvement d’un corps

Expérience de Galilée (1564-1642)

?

Hypothèse de Galilée

Un mouvement sans frottement sur un plan horizontal n’a pas besoin de force pour se perpétuer

Le principe d’inertie Isaac Newton (1642-1727) Dans un référentiel terrestre, tout objet qui n’est

soumis à aucune force ou à des forces qui se compensent mutuellement, reste dans son état:

de reposou

de mouvement rectiligne uniforme

Exemple : le curling

Quand le palet de curling est au repos

Bilan des forces: Poids du palet (verticale

vers le bas P=mg L’ action de la glace sur

le palet

PRR P+ = 0

Les forces appliquées se compensent

Le palet est et demeure au repos

Forces qui se compensent = système isolé

équivalent à

" soumis à aucune force" = système pseudo isolé

Quand le palet est lancé Bilan des forces:

Poids du palet (verticale vers le bas P=mg

L’action de la glace PR

Le palet glisse d’un mouvement rectiligne, sa vitesse diminue puis au bout d’un certain temps il s’immobilise.

Sens du mouvement

Le poids et l’action de la glace se compensent encore

Une force supplémentaire fait diminuer la valeur de la vitesse

- Force de frottement action de contact qui s’oppose au mouvement

FR P+ = 0

Bilan des forces appliquées sur le système

R P+ ≠ 0+ F

Les forces appliquées aux système ne se compensent plus

Le système n’est plus mécaniquement isoléLe mouvement Le mouvement n’est pasn’est pas rectiligne rectiligne uniformeuniforme

ConclusionDans un référentiel Terrestre

Principe d’inertie

Réciproque du principe d’inertie

Conséquence du principe d’inertieDans un référentiel Terrestre

Application

M.N

.R.U

.

Les forces appliquées à la bille ne se compensent pas ( non isolé)

M.R

.U.

Les forces appliquées à la bille se compensent

( système :isolé ou pseudo isolé)

InterprétationBilan des forces

agissant sur la bille:

Le poids de la bille

Les forces de frottement du liquide sur la bille P

f

Dans la première partie les forces appliquées ne se compensent pas

f<P

Mouvement accéléré

Plus la vitesse augmente plus les forces de frottement augmentent

Quand f et P ont même valeur le système est alors pseudo isolé

Le mouvement est alors rectiligne uniforme

Peut on faire tourner un objet sans force?

Mouvement circulaire uniforme

Le principe d’inertie permet d’affirmer

Que les système n’est pas isolé

Une force non compensée modifie la direction du mouvement sans changer la valeur de la vitesse