
c. Si la voiture freine, la force de frottement du sol ne s’applique pas sur le glaçon. Comme il n’y a pas
de frottements entre le glaçon et le plateau, la voiture ralentit dans le référentiel terrestre, mais pas le
glaçon, qui continue en mouvement rectiligne uniforme.
Par rapport au référentiel du plateau, le glaçon est projeté vers l’avant.
Si la voiture accélère, le glaçon est toujours en mouvement rectiligne uniforme dans le référentiel
terrestre pour la même raison que précédemment.
Par rapport au référentiel du plateau, le glaçon est projeté vers l’arrière.
Enfin, si la voiture prend un virage vers la droite, cela signifie qu’une force de frottement du sol
s’exerce sur la voiture vers la droite. Cette force ne s’exerce pas sur le glaçon qui n’est pas en contact
avec le sol : comme il n’y a pas de frottements entre le glaçon et le plateau, le glaçon continue son
mouvement rectiligne uniforme dans le référentiel terrestre.
Par rapport au référentiel du plateau, le glaçon se déplace vers la gauche, c’est-à-dire l’extérieur du
virage.
Il y a deux choses à retenir de cet exercice :
- le référentiel de la voiture n’est pas galiléen lorsqu’elle freine, accélère ou tourne : le principe
d’inertie ne s’applique donc pas dans le référentiel du plateau.
- la « force d’inertie »… n’est pas une force, parce qu’il n’y a pas d’interaction responsable de
cet effet. C’est un effet d’inertie : dans le référentiel terrestre, la voiture tourne, mais pas le
glaçon : il continue son mouvement initial. Tout se passe donc comme si le glaçon était
entraîné vers l’extérieur du virage dans le référentiel de la voiture. Il en va de même pour les
passagers, mais eux sont retenus par leur ceinture de sécurité et leur siège.
Exercice 9 p.81
a. Si le train roule avec un mouvement de translation rectiligne uniforme par rapport au référentiel
terrestre galiléen pour la durée de la séquence alors le référentiel du train est galiléen.
Autrement dit, toute expérience faite dans le train sera strictement identique à une expérience faite sur
le quai ou chez soi.
Un objet qui tombe tombera donc à la verticale dans le train comme sur le quai.
Jules ressentira la même sensation que s’il était dans son lit.
b. Si le train accélère, le référentiel du train n’est plus galiléen. Un objet qui tombe ne tombera donc
pas verticalement dans le référentiel du train : la vitesse horizontale du train par rapport au sol
augmente pendant que l’objet tombe, alors que la vitesse horizontale de l’objet reste constante,
puisqu’il n’est pas lié au train.
Un objet qui tombe tombera donc derrière la main qui l’a lâché.
Jules se sentira entraîné vers l’arrière.
c. Si le train freine, la situation est inversée : un objet qui tombe tombera devant la main qui l’a lâché.
Jules se sentira entraîné vers l’avant.
d. Dans un virage, l’objet qui tombe continuera son mouvement rectiligne uniforme dans la direction
horizontale. Il tombera donc à l’oblique par rapport à la main qui l’a lâché.
Jules se sentira entraîné vers l’extérieur du virage.
Exercice 11 p.82
On étudie le solide S dans le référentiel terrestre considéré comme galiléen.
Les forces appliquées sur S sont :