1 ère - Collegedubonpasteurchoubra

Collège du Bon Pasteur
Samedi 7 Novembre 2009
Chapitre 6
La loi de la conservation de la
quantité de mouvement linéaire
1- Quantité de mouvement (P) = masse x vitesse "produit de la
masse par la vitesse"
2- La 2ème loi de Newton est en relation avec le taux de variation de
la quantité de mouvement [justifier??]
v
F = m.a [a =
]
t
v
 F = m.
[ m est constante]
t
m.v PL
F=
=
t
t
3- la formule générale de la 2ème loi de Newton:
PL
F=
t
 par suite la force est:" le taux de variation de la quntité de
mouvement"
Q- déduire: le principe de la conservation de la quantité de
mouvement linéaire:
1- avant le choc
v1
v2
m1
m2
2- lors du choc
F12
F21
m1
m2
3- après le choc
v'1
v'2
m1
m2
Collège du Bon Pasteur
Si 2 corps (m1 et m2) se heurtent:
D'après la 3ème loi de Newton, le premier corps exerce sur le 2ème une
force (F12) pendant que le deuxième exerce sur le premier une force
(F21)
 F12 = - F21
PL1
PL 2

= 
t
t
PL1 = - PL2
m1(v'1-v1) = - m2(v'2-v2)
 m1v'1 - m1v1 = - m2v'2 + m2v2
 m1v'1 + m2v'2 = m1v1 + m2v2
quantité de mouvement = quantité de mouvement
après le choc
avant le choc
[on peut dire encore que: "la somme des quantités de mouvement des
2 corps est constante avant et après le choc]
[ou la variation totale des quantités de mouvement de 2 corps formant
un système isolé = 0]
Collège du Bon Pasteur
Lundi 9 Novembre 2009
Genres de chocs
1- choc élastique
2- choc non-élastique
Déduire:
1- Le choc élastique
- On déplace la boule (m1) vers la gauche et on la lâche,
m1 gagne une vitesse (v1) et heurte la boule (m2)
qui est en repos (v2=0)
- Dans 3 la boule m1 s'arrête et m2 est projetée
avec une vitesse (v'2) vers la droite
- Quantité de mouvement des 2 boules avant le choc
= m1v1 + m2v2
= m1v1 + 0
= m1v1 → 
- quantité de mouvement des 2 boules après le choc
= m1v'1 + m2v'2 = 0 + m2v'2
Quantité de mouvement après le choc = m2v'2 → 
[sachant que p n'est pas perdue lors du choc]
de  et 
m1v1 = m2v'2
q.de m. Avant le choc = q. de m. Après le choc
et puisque m1 = m2
 v1 = v'2
N.B: on dit alors que:
Ec de 1ère boule juste avant le choc = Ec de la 2ème après le choc
Ou la somme des Ec des 2 boules avant le choc = la somme des Ec
des 2 boules après le choc
Il n'ya pas aucune perte de l'Ec du système avant ou après le choc
"C'est le choc élastique"
Application sur le choc élastique:
Les boules de billard
Problème:
m1v1 + m2v2 = m1v'1 + m2v'2
Avant le choc après le choc
Collège du Bon Pasteur
(2 x 6)+(3 x 0) = 2(-1,2)+3v'2
12 = -2,4 + 3v'2
14,4 = 3v'2
v'2 = 14,4/3 = 4,8 m/s
Collège du Bon Pasteur
Mardi 10 Novembre 2009
2- Le choc non-élastique
Déduire:
-dans la figure: on met une matière adhésive
sur l'une des 2 boules, ainsi elles se collent
lors de leur choc et forment un seul corps (m1+m2)
-puisque q.de m. Avant le choc = q.de m. Après le choc
 m1v1 + 0 = (m1 + m2)vcomm.
 m1v1 = (m1 + m2)vcomm.
 vcomm. =
m1
.v1
m1  m 2
Si m1 = m2 = m
 vcomm. =
 vcomm.
m
.v
2m
1
= .v1
2
- c.a.d. que l'Ec des 2 boules avant le choc est supèrieure que l'Ec
après le choc
une quantité d'E est perdue lors du choc [c'est le choc non-élastique]
Application:
Dans le jeu de Bowling, une quantité d'E est perdue par frottement
Problème:
m1v1 + m2v2 = (m1 + m2).vcomm.
1x3+0
= (1 + m2) x 0,5
3 = 0,5 + 0,5m2
2,5 = 0,5 m2
 m2 = 5kg
Collège du Bon Pasteur
Mercredi 11 Novembre 2009
L'impulsion
Définir: "C'est la variation de la quantité de mouvement d'un corps."
Encore: "C'est le produit de la masse par la vitessedu corps".
Impulsion = F.t
Prouver que (déduire): l'impulsion est la variation de la quantité de
mouvement:
 Impulsion = F.t
[F = m.a]
= m.a.t
[a = v ]
= m.
v
t
 impulsion = m.v
t
.t
[m est constante]
 impulsion = mv "variation de la quantité de mouvement"
Unité de mesure de l'impulsion: N.s ou kgms-1
Application de l'impulsion:
Le joueur de tennis frappe la balle avec sa raquette, il fait une force
qui cause une variation de la quantité de mouvement.
Problème: (de la fusée p.117)
m = 1300kg
t = 1sec
v2 = 50000 m/s
v1 = 0
F=?
Impulsion = F.t = mv2 – mv1
F.1 = 1300 x 50000 – 0
F = 6,5 x 107N
Remarque:
Le fonctionnement de la fusée est basé sur la loi de la conservation de
la quantité de mouvement.
Collège du Bon Pasteur
Expérience pratique pour démontrer la conservation de
la quantité de mouvement:
Étapes de l'expérience:
1- 2 masses (m1 et m2) sont posés sur un aérotable sur 2 cavaliers, et
sont liées par un ressort spiralé
2- On approche les 2 cavaliers en comprimant le ressort  quantité de
mouvement des 2 = 0
3- Coupons la ficelle qui les attache, les 2 cavaliers se sont propulsés
en sens contraire
4- Mesurons la vitesse v1 et v2 des 2 cavaliers (au moyen des cellules
photoéléctriques d'un chronomètre)
5- Calculons la quantité de mouvement de chacun, on remarque
qu'elles sont égales
m1v1 = m2v2
Ou m1v1 – m2v2 = 0
q. de m. avant le choc = q. de m. après le choc
Remarque:
la quantité de mouvement est une grandeur vectorielle
Collège du Bon Pasteur
Jeudi 12 Novembre 2009
Questions et réponses (livre scolaire)
Q- 1- Complèter:
a- la quantité de mouvement d'un corps est le produit de sa masse par
sa vitesse
b- la loi de la conservation de la quantité de mouvement énonce que:
"la somme des quantités de mouvement de 2 corps est constante avant
et après le choc."
c- s'il n'ya pas de perte dans l'E mécanique à cause d'un choc, celui-ci
est un choc élastique
d- l'impulsion sur un corps est la variation de la quantité de
mouvement
Q- 2- Mets () devant la réponse correcte:
a- l'impulsion d'une force sur un corps est égale à: F.t 
b- la loi de la conservation de la quantité de mouvement dans le choc
de 2 corps isolés énonce que:
la somme des quantités de mouvement des 2 corps est constante avant
et après le choc 
c- lors de la projection d'une balle d'un pistolet: la somme des
quantités de mouvement de la balle et du pistolet = 0
d- le système de fonctionnement d'une fusée est basé sur: la
conservation de la quantité de mouvement
Q- 3- Problème:
Un corps de masse 2M kg se déplace avec une vitesse v m/s. Il heurte
un autre corps immobile de masse M kg. Après le choc, le premier se
déplace avec une vitesse de 1 v m/s et dans le même sens que le
3
deuxième avec une vitesse de
4
v
3
m/s. Vérifier à partir des résultats
obtenus la loi de la conservation de la quantité de mouvement ainsi
que la loi de la conservation de l'énérgie.
2Mv + 0 = 2M x 1 v + M x 4 v
3
2M.v =
2
Mv
3
+
4
Mv
3
3
=
6
Mv
3
 2Mv = 2Mv
q. de m. avant le choc = q. de m. après le choc
[C'est la loi de la conservation de la quantité de mouvement]
Collège du Bon Pasteur
Pour prouver qu'il applique la loi de la conservation de l'énérgie:
2Mv = 2Mv
v
=v
Ec avant = Ec après
Remarque:
Quand une balle est projetée d'un pistolet, la réaction agit sur le
pistolet en sens contraire à celui de la balle [application de la 3 ème loi
de Newton]
 mbvb = - mpvp
b: balle
p: pistolet
 la personne qui tire une balle sent la réaction sur sa main
Collège du Bon Pasteur
Samedi 14 Novembre 2009
Questions variées sur chapitre (6)
Q- commenter:
La quantité de mouvement linéaire d'un corps augmente en
augmentant sa masse et sa vitesse?
Car P = m.v
P  m et P  v
 si m ou v augmentent  P augmente
Le joueur de tennis fait un "suivi" à la balle après l'avoir
percutée?
Cela pour augmenter le temps t de l'impulsion causant
l'augmentation de la variation de la quantité de mouvement, cela
augmente la vitesse de la balle et par suite la distance qu'elle parcourt
[impulsion = F.t = mv]
Un joueur de football doit varier la force qu'il exerce sur la ballon
pour le percuter ou pour l'arrêter?
Cela pour que: s'il augmente la force dans le même sens, la vitesse
augmente et la distance parcourue par le ballon augmente et vice
versa et cela d'après la loi [impulsion = F.t = mv]
Un corps qui tombe sur la tête d'une personne lui cause du mal?
Car le temps de contact est très petit par suite la force impulsive est
grande cela lui cause du mal [impulsion = F..t]
Un oeuf qui tombe d'une certaine hauteur sur un coussin ne se
casse pas?
Car le temps de contact est très long ce qui diminue la force impulsive
sur l'oeuf et ne se casse pas
Dans 4 et 5: v finale du corps = 0
La ceinture de sécurité dans la voiture a une grande importance?
Pour que sa quantité de mouvement soit égal à zéro et empêche le
danger de s'écraser contre le pare-brise avant.
Un joueur de karaté évite la réaction d'une planche en bois après
l'avoir brisé?
Pour éviter la réaction impulsive si non il risque de se casser le bras
[F1 impulsive = - F2] → 3ème loi
Dans le choc non-élastique, la somme de l'Ec des corps après le
choc est moins que leur somme des 2 corps avant le choc?
Collège du Bon Pasteur
Car une partie de l'Ec est transformée en d'autres formes d'E, ex: E
calorifique, sonore ou E de déformation.
Une force impulsive agit sur la fusée?
Pour la propulser vers le haut avec une grande quantité de mouvement
[F1 = -F2] et pour varier la force de gravité et s'échapper
Le choc entre les molécules d'un gaz (ou boules de billard) est un
choc élastique?
Pas de perte d'Ec
La plupart des chocs autour de nous sont des chocs nonélastiques? [masses → grandes]
Il ya une perte d'E sous plusieurs formes
Que veut-on dire par: impulsion = 100 N.s?
Cela veut dire que la variation de la quantité de mouvement du corps
pendant 1sec = 100N.
F = mv
t
Q- prouver que l'impulsion égale la variation de la quantité de
mouvement?
I = F.t = m.a.t = m. v .t = mv
t
Q- prouver que la somme des quantités de mouvement de 2 corps
avant le choc = somme de la quantité de mouvement après le choc?
[choc élastique + figure]
Q- Quelles sont les conditions du choc élastique?
Ec des 2 corps avant le choc = Ec des 2 corps après le choc
1
m1v1² + 1 m2v2² = 1 m1v'1² + 1 m2v'2²
2
2
2
2
q- prouver la loi de la conservation de la quantité de mouvement
linéaire.
Q- que veut-on dire par: le choc non-élastique?
"C'est un genre de choc où une partie de l'Ec des 2 corps après le choc
est perdue (transformée) sous forme d'E calorifique, E sonore ou E de
déformation ". (ex: accident)
Q- Expliquer une expérience pour distinguer entre le choc élastique
et le choc non-élastique?
Q- Déduire la loi de la conservation de la quantité de mouvement?
Collège du Bon Pasteur
Q- Que veut-on dire par l'impulsion? Quelle est son unité de
mesure? Citer quelques applications sur l'impulsion?
Collège du Bon Pasteur
Lundi 16 Novembre 2009
Chapitre 8
Mesure de la tempèrature
* les états de la matiére: solide – liquide - gaz
* la matière est formée de molécules, entre les quelles il ya des forces
d'attraction réciproque appelées
" forces de cohesion moléculaire"
* la matière: "c'est tout ce qui a une masse et occupe un volume de
l'espace"
* la molécule: "c'est la plus petite partie de la matière qui puisse exister
à l'état libre tout en gardant les propriétés de la matière"
* les hypothéses de la théorie moléculaire sur la
structure de la matière:
1- La matière est formée de molécules.
2- Entre les molécules il ya des espaces vides appelés espaces
intermoléculaires (petits  solide, plus grands  liquide,
Trés grands  gaz)
3- Il ya des forces entre les molécules appelés forces de cohesion
moléculaire (grands  solide, moyennes  liquide, petites ou présque
nulle  gaz)
4- Les molécules d'une matière sont en état de mouvement continuel
(vibrent dans le cas des solides, mais font un mouvement translatoire dans
le cas des liquides et des gaz)
Elles on tune Ec (liquide + gaz) et Ep  (solide)
Ep > Ec (solide)
Ec > Ep (liquide + gaz)
Leur somme Ep+ Ec = E interne
des molécules d'un corps
L'effet de la chaleur sur la matière:
1- Changement d'état (du solide
liquide
gaz)
2- La plupart des matières se dilatent par la chaleur et se contractent par le
froid ( et cela à cause
de l'augmentation des espaces intermoléculaires
comme résultat de l'augmentation de vibration des molécules)
Collège du Bon Pasteur
Commenter: on laisse un écart (une distance) entre les rails de
chemin de fer dans la construction des ponts?
Car si on ne le laisse pas, ils peuvent se déformer et causent un dégat car
ils se dilatent par la chaleur.
3- Les courants de convection:
L'air chaud au contact du soleil (de faible densité) s'éléve vers le haut et
est remplacé par l'air froid qui se dirige vers le bas (grande densité) c'est
ce qu'on appelle courants de convections.
** ces courants peuvent causer des orages encore causent des taches
solaires à la surface du soleil.
Collège du Bon Pasteur
Mardi 17 Novembre 2009
* La relation entre le travail mécanique et l'energie
calorifique
* (cela prouve que la chaleur est une forme d'energie)
James Joule a effectué plusieurs expériences pour  transformer le
travail mécanique en energie calorifique.
*l'appareil qu'il a utilisé  (figure)
Composition:
- 2 masses (13 Kg) de plomb reliées à un fil enroulé autour de l'axe
vertical d'un agitateur qui a 8 palettes qui tournent à l'intérieur d'un
recipient en cuivre contenant de l'eau.
2- 4 palettes fixes sont soudées aux parois du récipient  rôles: pour
empêcher le liquide d'être entraîné et augmente ainsi le frottement.
L'idée du fonctionnement:
Le travail fourni par les palettes mobiles contre la résistance de l'eau se
transforme en énergie interne acquise par l'eau et par le récipient en
cuivre.
Comment fonctionne cet appareil?
1- avec la manivelle, on enroule le fil autour de l'axe,
ainsi on peut soulever les 2 masses.
2- on mesure la température de l'eau
du récipient T
3- on laisse tomber les 2 masses
(on répète plusieurs fois 2 et 3)
et on mesure t finale
4- joule a trouvé que :
la valeur du travail mécanique fourni = la valeur de l'énergie interne (Ep
des masses pendant leurs chutes)
Ou E mécanique fournit = Q de chaleur engendrée
m.g.h = m × c × t
Q la tempèrature est une mesure de l'énergie interne d'un
corps justifier (en donnant des exemples)
1- si un corps gagne une quantité de chaleur, la vibration de ces molécules
augmente  leur Ec et Ep augmentent
 E interne augmente
Par suite  il ya une élèvation de température (corps chaud)
Collège du Bon Pasteur
2- si un corps perd une quantité de chaleur, la vibration des molécules
diminue, leur Ec et Ep diminuent,  E interne diminue, il ya un
abaissement de température (corps froid).
Q Définir: la temperature d'un systéme:
"C'est la propriété par laquelle on peut juger si un systéme est en état
d'équilibre thermique avec son environnement ou s'il ne l'est pas"
Q que veut on dire par: systémes en équilibre thermique?
C.a.d ils ont la même tempèrature (et vice versa)
Le thermomètre: " est l'instrument utilize pour mesurer la
tempèrature"
Collège du Bon Pasteur
Mercredi 18 Novembre 2009
Quelles sont les unités de mesure
degré Celsuis (ْC)
degré Fahrenhait
tºc
(ْF) tºf
"C'est l'échelle dans
"C'est l'échelle dans
laquelle la température laquelle la
de congélation de l'eau température de
= 0ºc
congélation de l'eau
La T.d'ébullition =
= 32º
100ºc
La T.d'ébullition =
212ºF
Pour convertir
de la tempèrature?
degré Kelvin (ْK)
tºK
"s'appelle encore
l'échelle absolue
ºc  ºk
T ºk = t ºc + 273
0ºc  273 ºk
L'échelle kelvin est
adoptée pour mesurer la
température dans le S.I.
5 0
On utilise la relation: tºc = (t F  32)
9
Ex: 37ºc  98,6ºF
C'est la T.normale de l'homme
373 K 
212
F  100C
273 K 32
F
 0C
0K

 - 273 C
Ex: le point d'ébullition de l'oxygène liquide = -183 C
quelle est sa tempèrature en K?
T K = tc + 273
= - 183 + 273 = 90 K
Remarques :
1) Si la tempèrature d'un corps s'élève de 20 c cela veut dire qu'elle s'est
levé de 20K
Ex:
10C
30C
+20º
+273
+273
283 K
303 K
+20º
Collège du Bon Pasteur
2) Quelle est : l'idée du fonctionnement des thermométres est basée
sur:
La variation de quelques propriétés physiques avec la variation de
tempèrature (ex: dilatation et contraction des liquides)
Collège du Bon Pasteur
Jeudi 19 Novembre 2009
* Genres de thermomètres:
1- Thermomètre à liquide (E:thermomètres à mercure et à alcool)
2- Thermomètre à gaz à volume constant.
3- Thermomètre à platine
Q Comment peut – on déterminer le genre du thermomètre?
1- on choisissant la matière thermomètrique.
2- on choisissant une propriété physique de cette matière qui varie
régulèrement avec la tempèrature. [principe]
Q- Comparer entre les 3 genres de thermomètres?
Genre du T.
Matière
Propriété
La loi utilisée
thermo
physique
1- th.à
Liquide dans un Variation de
tºc =
liquide
tube capillaire
la longueur de
lt  l0
(mercure ou
la colonne du 100 
l100  l 0
alcool)
liquide avec la
variation de
température
2- th.à gaz
Un gaz enfermé Variation de
tºc=
dans un
la pression (p)
pt  p0
100

récipient de
du gaz avec la
p100  p0
volume constant température
3- th.à
platine
La résistance
d'une bobine à
platine
Variation de
tºc=
la résistance
Rt  R0
(R) éléc.du fil 100 
R100  R0
de la bobine
avec la
température
Problèmes :
1- Si la hauteur de la colonne de mercure dans thermique =12 cm au pot
de fusion de la glace. Calculer la tempèrature à laquelle la hauteur de la
Collège du Bon Pasteur
colonne = 15.2 cm sachant que la hauteur de la colonne au pt d'ébullition
de l'eau est 24.8 cm
Tc =100 × lt – l0
l0 = 12 cm
l100 – l0
l100 = 24.8cm
lt = 15.2 cm
=100 × 15.2 – 12 = 25 c
24.8 – 12
2- Si la pression d'un gaz d'un therm. à gaz à volume constant est de 100
cm de Hg au point de congélation de l'eau sous pression normale, et 150
cm de Hg au point d'ébullition de l'eau sous P normale, calculer la
tempèrature du gaz correspondant à une pression de 140 cm de Hg.
Tc =100 × Pt – P0
P0 = 100 cm
P100 – P0
P100 = 150 cm
Pt = 140 cm
Tc =100 × (140 – 100)
= 80 c
(150 – 100)
3- Dans un thermomètre à platine la résistance de la bobine à 0 est 5 ohm
et à 100 est 5.12 ohm. Calculer la tempèrature à laquelle la résistance de
la bobine sera de 5.36 ohm.
Tc =100 × Rt – R0
R100 – R0
Tc =100 × 5.36 – 5
5.12 – 5
Tc =100 × 0.36 = 300 c
0.12
R0 = 5 ohm
R100 = 5.12 ohm
Rt = 5.36 ohm
Collège du Bon Pasteur
** Rôle du thermostat (dans le réfrigèrateur, climatiseur et le fer à
repasser)
" C'est de fixer la tempèrature d'un système donné à une valeur
déterminée"
* Base du fonctionnement : sur la différence qui existe dans le
coefficient de dilatation de différence matières.
* Composition : un bilame formé de 2 lames métalliques différentes de
même dimension.
* Fonctionnement: en chauffant les 2 lames se courbent
Cu: à un coef. de dilatation > fer
(à l'extérieur)
(à l'intérieur)
Cela coupe le contact et arrête l'appareil de fonctionner
(Ex: fer à répasser)
Collège du Bon Pasteur