Le mouvement - Bureau virtuel de la CSSMI
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Forces et mouvements Le mouvement et les forces • • • • • Le mouvement La modification du mouvement Les types de forces L’équilibre entre deux forces Les forces dans les fluides Le mouvement • Les principales variables permettant de décrire le mouvement sont: la vitesse, le déplacement, le temps et l’accélération. – On définie la vitesse comme étant un déplacement en fonction du temps (m/s) – De la même façon, on définie l’accélération comme la modification de la vitesse en fonction du temps (m/s2). Le mouvement • Pour décrire le mouvement d’un objet qui se déplace à une certaine vitesse, on peut se servir de la « vitesse moyenne » ou de la « vitesse instantanée » V = d/Δt où v représente la vitesse moyenne d représente le déplacement en m Δt représente la variation de temps Le mouvement • Voyons par exemple la vitesse moyenne d’une voiture qui effectue un déplacement de 10 km (10 000 m ) en 10 min (600 s ) v = d = 10 000 m = 16,67 m Δt 600 s s • La vitesse moyenne de la voiture est donc de 16,67 m/s (soit 60 km/h) La modification du mouvement • Une force est une action capable de modifier le mouvement d’un objet ou de le déformer en le poussant ou en le tirant. • On mesure les forces en newton (N). Par définition, un newton correspond à la force nécessaire pour donner à un objet de 1 kg une accélération de 1 m/s2 m • 1 N = 1 kg x 1 2 s Les types de forces • La force gravitationnelle, • La force électromagnétique, • La force de frottement, • Les forces nucléaires forte et faible, La force gravitationnelle • La force gravitationnelle est la force d’attraction qui s’exerce entre tous les objets en raison de leur masse et la distance qui les sépare. • L’intensité du champ gravitationnel de la terre vaut 9,8 N/kg , ce qui confère une accélération de 9,8 m/s2 aux objets en chute libre. kg m kg m • Si 1N = 1 alors: 9,8 N/kg = 9,8 2 2 s kg s m = 9,8 2 s La force gravitationnelle • La relation entre la masse et le poids. • La masse est une mesure de la quantité de matière d’un objet. Elle se mesure en grammes. • Le poids est une mesure de la force gravitationnelle exercée sur un objet. Elle se mesure en Newton. La force gravitationnelle Une adolescente a une masse de 60 kg. • Quel est son poids sur la lune? • Quel est son poids sur la lune? • W = m * g • W = • W = 60 kg * 9,80 N/kg • W = 60 kg * 1,67 N/kg • W = 588 N • W = 100,2 N • W = poids en Newtons • M = masse et g = l’intensité de la gravité m * g La force électromagnétique • La force électromagnétique est une force d’attraction ou de répulsion qui s’exerce entre deux objets qui possèdent une charge électrique ou des pôles magnétiques. Elle est responsable des liens entre les atomes d’une molécule. La force de frottement • La force de frottement est une force qui s’oppose au glissement de deux objets en contact. • Elle dépend de: – la nature des surfaces en contact – et de l’intensité de la pression que chaque surface exerce l’une sur l’autre. Les forces nucléaires forte et faible • Les deux forces agissent à l’intérieur du noyau des atomes. L’équilibre entre 2 forces • La force résultante est une force virtuelle dont l’action est identique à la combinaison de toutes les forces appliquées au même moment sur un objet. • L’équilibre de deux forces correspond à la situation obtenue lorsque la force résultante est nulle. Il n’y a alors pas de mouvement de l’objet. Les forces dans les fluides • La pression dans les fluides • La pression dans un liquide • La pression dans un gaz La pression dans les fluides • P = F où P représente la pression en Pascal A F représente la force perpendiculaire à la surface (en N) A représente l’aire de la surface qui subit la force (en m2 ) • 1 Pa = 1 N 1 m2 La pression dans les fluides • Quelle est la pression exercée par une chaloupe sur l’eau si son poids est de 11 000 N et sa superficie de 2 m2 ? • P = F A • P = 11 000 N 2 m2 • P = 5 500 Pa La pression dans les fluides • La pression dans un liquide dépend de deux facteurs: la profondeur et la masse volumique. Facteur Variation du facteur Résultat Profondeur La profondeur La profondeur La pression La pression Masse La m/v volumique La m/v La pression La pression La pression dans les fluides • La pression dans un gaz Facteur Variation du facteur Résultat Température La température La pression La température La pression Le volume La pression Le volume La pression Volume Nombre de Le nb de part. La pression particules La pression Le nb de part. Le principe de Pascal • Le principe de Pascal établit qu’une augmentation de la pression dans un fluide en milieu fermé est transmise uniformément dans toutes les directions. Le principe d’Archimède • Le principe d’Archimède établit qu’un objet plongé dans un fluide subit une force de poussée vers le haut dont l’intensité est égale au poids du fluide déplacé par cet objet. • Fp: poussée • Fg: gravité Fp = Fg Fp ‹ Fg Fp › Fg Le principe de Bernoulli • Le principe de Bernoulli établit que plus la vitesse d’un fluide est grande, plus sa pression est petite et vice versa. kg m s2 N kg v d t m s m 2 s
