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LES LOIS DE NEWTON
Expérience du plan incliné
2.2. La première loi de Newton
Tout corps reste immobile ou conserve un mouvement
rectiligne et uniforme aussi longtemps qu’aucune force
extérieure ne vient modifier son état.
Il est impossible de déceler le mouvement d’un système
physique qui avance à vitesse uniforme par une expérience
(mécanique) réalisée à l’intérieur du système.
La vitesse est une grandeur relative, nous ne pouvons la
définir que par rapport à une référence.
L’accélération est une grandeur absolue. Point n’est besoin
de définir « par rapport à quoi » ou « à qui » j’accélère.
2.3. Les référentiels galiléens
Un référentiel est un système d’axes permettant de repérer
le mouvement, nommer généralement (O, x, y, z), O étant
l’origine, les axes Ox, Oy et Oz sont orthogonaux.
Un référentiel est dit galiléen s’il conserve les loi
physique. Tous les référentiels galiléens sont en mouvement
rectiligne et uniforme les uns par rapport aux autres.
Dans un référentiel galiléen, tout corps reste immobile ou
conserve un mouvement rectiligne et uniforme aussi
longtemps qu’aucune force extérieure ne vient modifier son
état.
2.4. La notion de force
Une force est ce qui permet de créer ou de modifier un
mouvement.
La force est l’agent du changement.
l’effet d’une force est de créer une accélération
Dans un référentiel galiléen, tout corps isolé ou pseudoisolé reste immobile ou conserve un mouvement rectiligne
et uniforme.
3.2. La quantité de mouvement
La quantité de mouvement d’un système notée p est égale
au produit de la masse m du système par son vecteur
vitesse v :
p = m.v
Comme la vitesse s’exprime en m/s, la masse en kg, la
quantité de mouvement s’exprime en kg.m/s.
3.3. Deuxième loi de Newton
La force moyenne exercée sur un corps est égale à la
variation résultante de la quantité de mouvement divisée
par la durée du processus :
p (mv)
F  

t
t
La force moyenne est en pratique la résultante moyenne de
toutes les forces qui s’appliquent sur le système, soit la
somme vectorielle des forces. Ce qui peut s’écrire
mathématiquement de la façon suivante :
F  
p (mv)

t
t
3.3. Deuxième loi de Newton
F(t) 
dp
dt
La force (résultante) est donc la dérivée de la quantité de
mouvement.
3.4. Conservation de la quantité de
mouvement
Si la résultante de toute les forces externes agissant sur
un système est nulle (système isolé ou pseudo-isolé), la
quantité de mouvement du système reste constante.
3.5. Principe fondamental de la
dynamique
Dans le cas d’un système à masse constante, la deuxième loi
de Newton s’exprime de la façon suivante:
F  m.a
Où
a
est l’accélération instantanée du système.
Cette loi s’appelle principe fondamentale de la
dynamique. Elle exprime que la somme vectorielle
(résultante) des forces extérieures appliquées à un système
est égale au produit de la masse et de l’accélération de ce
système.
4.1. Troisième loi de Newton
A chaque action correspond toujours une réaction égale et
opposée. Les actions mutuelles de deux corps, l’un sur
l’autre sont toujours égales en intensité et de sens opposés.
4.2. Forces externes
Le poids d’un objet, n’importe où au voisinage de la Terre,
est la force dirigée vers le centre de la planète qui exerce
sur cet objet du fait de son interaction gravitationnelle avec
la Terre.
F
'
T
r
Câble
v
B
F
T
Masse
F
a
m
a
p
B
B
A
A
v
A