Chapitre 1

1) Définition de l’équilibre :
I) Objet en équilibre :
Chapitre 1 : LOIS DE LA DYNAMIQUE
Un objet est en équilibre dans un référentiel (R) s'il est constamment
soumis à une somme vectorielle de forces nulle.
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2) Etude de l’équilibre :
I) Objet en équilibre :
Un objet léger (on néglige son poids) est soumis à la tension de
deux dynamomètres.
On constate que lorsque l'objet est en équilibre (immobile) dans
le référentiel du laboratoire, les deux forces ont même droite
d'action, des sens opposés et des intensités égales.
Un objet soumis à deux forces est en équilibre,
dans un référentiel (R), si les deux forces sont
opposées (ont même droite d'action, des sens
opposés et des intensités égales).
Remarque : si deux forces agissant sur un objet,
ont des droites d'action parallèles
mais non confondues, elles ont un
effet de rotation sur l'objet :
a) Objet soumis à deux forces :
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2) Etude de l’équilibre :
I) Objet en équilibre :
Un objet léger (on néglige son poids) est soumis à la tension de trois
dynamomètres (voir T.P.).
On constate expérimentalement que les droites d'action des forces sont
concourantes et que leur somme vectorielle est nulle.
Lorsqu'un solide soumis à trois forces non parallèles est en équilibre
dans le référentiel du laboratoire, la somme vectorielle des forces est
nulle et les droites d'action de ces forces sont concourantes.
On dit que la résultante des forces appliquées à l'objet est nulle.
Remarque : La description du mouvement dépend du référentiel choisi :
un objet en équilibre dans un référentiel R peut être en
mouvement dans un autre référentiel R’.
b) Objet soumis à trois forces :
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1) Expérience :
II) Principe d’inertie :
On s’intéresse à un mobile autoporteur sur
la table à air horizontale et on enregistre le
mouvement de son centre d’inertie G0.
- Si la feuille est fixée à la table,
l'enregistrement donne un mouvement
rectiligne et uniforme.
- Si la feuille est déplacée d'un mouvement de translation rectiligne et
uniforme, au cours de l'enregistrement : on constate que le mouvement de
G est encore rectiligne et uniforme.
- Si la feuille est déplacée d'un mouvement quelconque, au cours de
l'enregistrement : on constate que le mouvement de G est lui-même
quelconque.
Le mouvement du point G est rectiligne et uniforme par rapport au référentiel
terrestre, ou à un référentiel en translation rectiligne et uniforme par rapport à
ce dernier.
Par rapport à un autre référentiel, le mouvement est quelconque.
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2) Système isolé ou pseudo-isolé :
II) Principe d’inertie :
Un système est isolé si aucune force extérieure n'agit sur lui.
- Un système est pseudo-isolé si les forces extérieures qu'il subit sont
concourantes et que leur somme vectorielle est nulle.
-
Remarque : Sur Terre aucun objet ne peut être isolé, il subit au moins la force
de gravitation (son poids).
En cours, on utilise un mobile autoporteur pour disposer d'un
objet pseudo-isolé :
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