Classe :TD - Année :2013-2014 - OG :1

Classe :TD - Année :2013-2014 - OG :1 - Chap. 2 Le mouvement du centre d'inertie 1 sur 11
Physique –Terminale D Chap. 2: Mouvement du centre d'inertie 1 sur 11
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Activités,
réponses
Apprenants
Trace écrite
Obser-
vation
Chapitre 2
Le mouvement du centre d'inertie
I. Rappels
1. notion de force
a. Définition
Une force est une action mécanique exercée sur un système, capable
éventuellement de le déformer, de le maintenir en équilibre, d’amorcer
ou de modifier son mouvement. La force s’exprime en newton (N) et
peut être mesurée grâce à un dynamomètre.
b. caractéristiques
Une force est une grandeur vectorielle caractérisée par :
- Une direction
- Un sens
- Un point d’application

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- Un module exprimé en Newton (N)
2. forces intérieures, forces extérieures
a. Forces intérieures
Elles correspondent aux interactions entre les différentes parties du
système.
b. Forces extérieures
Elles correspondent aux interactions entre le système et le milieu
extérieur.
Application:
Une bille est suspendue à l'extrémité d'un fil dont l'autre extrémité est
fixée au plafond. Faire l’inventaire des forces extérieures agissant sur
chacun des systèmes suivants :
- Bille
- {bille + fil}
3. centre d'inertie
 centre d'inertie de quelques corps homogènes de forme simple
Pour des corps homogènes ayant un centre de symétrie, le centre d'inertie est

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confondu avec le centre de symétrie
 centre d'inertie de corps composites
Les corps composés de solides S1, S2, S3, … de masses m1, m2, m3, … et de
centres d'inertie G1, G2, G3, … le centre d'inertie G est le barycentre des
points G1, G2, G3, … affectés des coefficients m1, m2, m3, …
m1
⃗
GG1+m2
⃗
GG2+m3
⃗
GG3+...+mn
⃗
GGn=
⃗
0
m1(
⃗
GO−
⃗
OG1)+m2(
⃗
GO−
⃗
OG2)+m3(
⃗
GO−
⃗
OG3)+...+mn(
⃗
GO−
⃗
OGn)=
⃗
0
⇒
(m1+m2+m3+...+mn)
⃗
OG=m1
⃗
OG1 + m2
⃗
OG2 + m3
⃗
OG3 + ... + mn
⃗
OGn
Soit
⃗
OG=m1
⃗
OG1 + m2
⃗
OG2 + m3
⃗
OG3 + ... + mn
⃗
OGn
m1 + m2 + m3 + ... + mn
4. système isolé, système pseudo-isolé
Lorsqu’un solide est soumis à des actions extérieures qui se compensent on dit
qu’il est pseudo-isolé.
Un solide qui ne subirait aucune action extérieure serait dit isolé
5. principe d'inertie

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Physique –Terminale D Chap. 2: Mouvement du centre d'inertie 4 sur 11
Dans un référentiel galiléen le centre d’inertie d’un système isolé ou pseudo-
isolé est soit au repos (
⃗
VG=
⃗
0
), soit animé d’un mouvement rectiligne et
uniforme (
⃗
VG=
⃗
constant
).
Cas d'un système non pseudo-isolé ou non isolé
Dans ce cas, la somme vectorielle des forces extérieures s’exerçant sur le
système n’est pas égale au vecteur nul.
∑
⃗
Fext ≠
⃗
0
En conséquence le vecteur vitesse
⃗
VG
du centre d’inertie ne peut ni être le
vecteur nul, ni être un vecteur constant.
L’une au moins de ses caractéristiques varie.
Le centre d’inertie est animé d’un mouvement qui n’est pas rectiligne et
uniforme.
Même si le système est pseudo-isolé, le principe de l’inertie permet de connaître
le mouvement de son centre d’inertie mais pas de tous ses autres points qui sont
animés de mouvements quelconques.
6. référentiels et repères
Le mouvement d'un solide dépend de l'objet par rapport auquel on l'étudie. C'est

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pourquoi pour le décrire, il faut toujours préciser le référentiel d'étude.
 Un référentiel est un solide de référence associé :
- à un repère d'espace dont l'origine est liée au solide de référence
- et à une base de temps
Exemples
Dans le référentiel de Copernic, le solide de référence est le Soleil. Le
repère associé au Soleil est défini par :
- une origine, le centre de masse du système solaire;
- trois axes perpendiculaires entre eux et dirigés suivant trois
étoiles fixes.
Dans le référentiel héliocentrique ou référentiel de Képler, le solide de
référence est le Soleil. Le repère associé à ce référentiel est défini
par :
- une origine, le centre de masse du Soleil;
- trois axes parallèles à ceux de Copernic.
Dans le référentiel géocentrique, le solide de référence est la Terre.