cours-physique-THEME-02-chap-7-application-loi-de-newton-et

Page 1 sur 15 THEME 2 : COMPRENDRE/Lois et modèles
CHAP 07
APPLICATION DES LOIS DE NEWTON ET DE KEPLER
1. CHAMP DE PESANTEUR
1.1. Définition
Il est noté g, en m.s-2 ou N.kg-1
Il est dit uniforme quand il garde la même direction, le même sens et la même valeur
1.2. Poids
g : constante de pesanteur 9,8 m.s-2
m : masse de l’objet en kg
2. MOUVEMENT D’UN PROJECTILE DANS UN CHAMP DE PESANTEUR UNIFORME
2.1. Conditions d’étude
On étudie un solide de centre d'inertie G qui a été lancé
d'un point O, à une date t = 0, avec un vecteur vitesse
initiale
0
v
faisant un angle α avec l'horizontale.
L’étude est faite dans le référentiel terrestre
qui peut être considéré comme Galiléen.
On définit dans ce référentiel un repère orthonormé
(O,
i
,
j
,
k
).
Le vecteur
0
v
est dans le plan formé par
i
,
j
.
- Point d’application ; Centre de l’objet
- Sa direction ; Verticale
- Son sens ; Vers le bas
- Sa grandeur ; P = m.g
N
N.kg-1
kg

Page 2 sur 15
2.2. Conditions initiales
- A t= 0 le solide est en x0 = y0 = z0 =0
- le vecteur vitesse initiale  vaut :
2.3. Force exercée sur le solide
2.4. De la 2ème loi de Newton à l’accélération
 = 
m.
(car la masse de la balle reste constante)
Donc ici
= m.
On projette sur un axe (O, ,  )
D’où :
Référentiel : Terrestre supposé Galiléen
Système : Objet
Force : Force exercée par l’air et le poids. MAIS
On néglige tout sauf le Poids 
; (placé au centre
de la balle, dirigé verticalement vers le bas)

Page 3 sur 15
 donc 
2.5. De l’accélération à la vitesse
On a 
donc  
donc 
c’est une cst donc sur Ox la
vitesse est constante
sur Oy la vitesse est
uniformément variée
sur Oz la vitesse est nulle

Page 4 sur 15
2.6. De la vitesse à la position
Le mouvement se fait ds un plan Oxy car z = 0
2.7. Equation de la trajectoire
On exprime y = f(x)
On a :
Et on remplace t dans y
C’est de la forme : y = A.x2 + B
donc une parabole

Page 5 sur 15
3. CAS D'UNE PARTICULE CHARGEE DANS UN CHAMP ELECTROSTATIQUE UNIFORME
3.1. Conditions d’étude
Une particule M, supposée ponctuelle, de charge électrique
q et de masse m, est placée dans un champ électrostatique uniforme  .
La démarche précédente permet d'étudier son mouvement.
En Terminale S, tous les mouvements étudiés seront plans
et seront étudiés dans le plan de la trajectoire.
3.2. Conditions initiales
- A t= 0 la particule est en x0 = y0 = z0 =0
- le vecteur vitesse initiale  vaut :
3.3. Force exercée sur la particule
3.4. De la 2ème loi de Newton à l’accélération
 = 
m.
(car la masse de la particule reste constante)
Donc ici
= m.
q. = m.
On projette sur un axe (O, , )
Référentiel : Terrestre supposé Galiléen
Système : Particule
Forces :
- Force exercée par l’air,
- le poids
- la force électrostatique
.
On néglige tout sauf la force électrostatique
(
= q.
)