Module 2

Module 2
Dynamique
La dynamique
• Branche de la physique qui
étudie la cause du mouvement
: les forces
Forces fondamentales dans la
nature
• Force gravitationnelle
• Force électrique
• Force nucléaire
Les 3 lois de Newton
Isaac Newton
1ere loi de Newton (loi de l’inertie)
Un corps au repos ou en
Un corps au repos ou en
mouvement rectiligne uniforme
mouvement rectiligne uniforme
demeure au repos ou en
demeure au repos ou en
mouvement rectiligne uniforme
mouvement rectiligne uniforme
si la grandeur de la force
si la grandeur de la force
r
ré ésultante est nulle. (F sultante est nulle. (F
R
R
= 0)
= 0)
Exemples
• Pousser contre un réfrigérateur
• La tête du conducteur lors d’un
départ ou d’un arrêt brusque
• Tirer sur une nappe de table et les
objets restent immobiles
2eloi de Newton
Si une force nette est appliqu
Si une force nette est appliqué ée e
sur un objet, l
sur un objet, l’ ’objet subira une objet subira une
acc
accé él lé ération dans la m ration dans la mê ême me
direction que la force. Cette
direction que la force. Cette
acc
accé él lé ération est directement ration est directement
proportionnelle
proportionnelle à àla force et la force et
inversement proportionnelle
inversement proportionnelle à àla la
masse de l
masse de l’ ’objet. (F objet. (F
R
R
= ma)
= ma)
3eloi de Newton
À
Àtoute action, il y a une toute action, il y a une
r
ré éaction de m action de mê ême me
grandeur, mais de sens
grandeur, mais de sens
oppos
opposé é. .
Exemples
• Échange entre le pied et le sol
lorsque nous prenons un pas
• La nage
• Ramer un bateau
• Fusil …

Force résultante (nette)
• Force capable de remplacer un
ensemble de forces additionnées.
Le Newton
• L’unité de la force est le
Newton (N)
Calcul de la force résultante
Diagramme de force
• Schéma représentant les forces
agissant sur le corps
• Exemple :
20 N 8 N
Diagramme à une dimension
Exemple : Trouve la force nette des
diagrammes ci-dessous
a)
b)
15 N
30 N
15 N
30 N
Diagramme à 2 dimensions
A – Méthode du polygone
B – Méthode des composantes
Méthode du polygone (addition
de vecteurs)
Trouve la force résultante des 2
forces suivantes :
50 N (N 60oE)
40 N (S 65oE)
Méthode des composantes
Trouve la force résultante des 2
forces suivantes :
50 N (N 60oE)
40 N (S 65oE)
Exercice
• Trouve la force résultante :
10 N
8 N
40
o
6 N

Application de la 2eloi de
Newton
Formule
ma
F
R
=
FR= force résultante (N)
m = masse (kg)
a = accélération (m/s2)
Exemple 1
• Tarzan qui a une masse de 90 kg
est tiré vers la droite par Jane avec
une force de 180 N. Si un singe
tire également sur Tarzan avec une
force de 150 N vers la gauche,
quelle est l’accélération de Tarzan
?
Exemple 2
• Luc tire un traîneau de 10 kg avec
une force de 60 N. Si le traîneau
subit une accélération de 5 m/s2,
quelle est la force de résistance
causée par le frottement entre la
neige et le traîneau ?
Exemple 3
Olivier pousse une boîte de livre de
6 kg, initialement au repos, avec
une force nette de 15 N.
a) Quelle est la vitesse de la boîte
après 3 s ?
b) Quelle distance a été faite
pendant ce temps ?
Exemple 4
Un mobile de 2 kg passe d’une
vitesse de 10 m/s à 16 m/s
lorsqu’il est soumis à une force
pendant 3 s. Trouve la grandeur
de cette force.
Exercices
Page 144 No 22, 23, 24, 25, 27,
28, 29
Page 145 No 35
Page 146 No 37, 38
Page 147 No 48
Gravité

Masse
• Quantité de matière
• Mesurée en kg (kilogramme)
• Scalaire
• Invariable
Poids
• Force qui attire un corps vers le
centre de la Terre
• Mesurée en N (Newton)
• Vecteur
• Variable
Fp= poids (N)
g = accélération gravitationnelle
(m/s2)
m = masse (kg)
mg
F
p
=
Exemple 1
• Calcule le poids d’une roche de 35
kg sur Terre (g=9,8 m/s2) et sur la
lune (g = 1,62 m/s2).
Exemple 2
• Sophie a un poids de 600 N sur
Terre. Quelle serait son poids sur
Mercure si l’accélération
gravitationnelle est de 3,8 m/s2sur
cette planète ?
Exemple 3
• Une grue soulève une voiture de
500 kg avec une force de 8000 N
vers le haut. Quelle est
l’accélération subit par la voiture ?
Loi de la gravitation universelle
• Tous les corps exercent une
force gravitationnelle les uns
sur les autres. Cette force
dépend de la masse de chacun
des corps et de la distance entre
ces corps.
m1= masse de l’objet 1 (kg)
m2= masse de l’objet 2 (kg)
d= distance entre les objets (m)
2
21
d
m
Gm
Fg =
Constante gravitationnelle
universelle
G = 6,67 x 10 –11 Nm2/kg2

Exemple 1
• Calcule la force de gravité entre
un gros lutteur sumo d’une
masse de 300 kg et une petite
gymnaste de 40 kg s’ils sont à
1,5 m l’un de l’autre.
Exemple 2
• Trouve le poids d’un objet de
100 kg sur Terre à l’aide de
deux méthodes. (mTerre = 5,98
x10 24 kg et rTerre = 6,38
x 10 6m)
Travail
• Page 181 No 20
• Page 182 No 21, 22, 25
Calcul de l’accélération
gravitationnelle (g)
Voir démonstration
2
terre
terre
r
Gm
g =
Force normale (Fn)
• D’après la 3eloi de Newton,
toute force à une réaction.
Lorsqu’un objet est sur une
surface, la force de réaction de
son poids se nomme force
normale (Fn).
gn
F
F
=
Fg
Fn
Exemple
• Une personne d’une masse de
80 kg est assise sur une boîte.
Quelle est la valeur de la force
normale ?
Travail
• Page 182 No 32
• Page 183 No 35
Frottement
• D’un côté, le frottement est
nécessaire pour que l’on puisse se
déplacer.
• De l’autre côté, le frottement
produit de la chaleur, une perte
d’énergie et l’usure.