2 - elkhaoi

1
F
I-NOTION DE FORCES
La notion de force est intuitive, elle n’apparaît qu’à
travers les différents effets qu’elle produit.
Exemples:
Déformation d’un corps,Tirer sur un ressort,……
AB
Les lois de la dynamique établissent les liens entre le
mouvement du corps et les causes ayant déclenché ou
modifié ce mouvement.
Et connaissant les conditions initiales de ce mouvement,
il est possible de prévoir son déroulement ultérieur.
1.2- Quantité de mouvement
La quantité de mouvement (q.d.m) d’un point matériel
M(m) mobile est le produit de sa vitesse par sa masse.
La quantité de mouvement de M(m) est donc lié à la
quantité de matière contenue dans le point matériel
mobile.
(M)V m P  
Et sera notée :
F

2
En mécanique classique, et au cours de cette matière, on
considère que tout système physique est réduit à un point
matériel coïncidant avec son centre de gravité et contenant
sa masse m.
Tout système matériel est formé de plusieurs particules
quasi ponctuelles A1 , A2 , …..Ande masse m1 , m2, ……mn
Le centre d’inertie de ce système coïncide avec son
barycentre G défini par :
Soit un point O quelconque (généralement origine d’un
repère), On peut montrer à partir de cette relation que :
O
A1(m1)
A2(m2)
G(m1+ m2+…..+mn)
0 GA.......m GA m GA m nn2211
n21
n2211 .......m m m OA...... OA m OA m
OG 
An(mn)

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II- LOIS DE NEWTON (1687) D2
Ces lois constituent les lois fondamentales de la mécanique.
1ère loi : Principe d’inertie.
Un corps soumis à aucune force reste immobile ou
décrit un mouvement rectiligne uniforme.
2ème loi : Principe fondamental de la dynamique.
Lorsque la force totale agissant sur un corps est
Celle-ci lui communique une accélération telle que
l’on ait :
mF
F
Relation qui définit la grandeur scalaire caractérisant
l’inertie du corps et qu’on appelle sa masse m.
3ème loi : Principe de l’action et de la réaction
Quand deux corps 1et 2 interagissent, la force
Exercée par le corps 1 sur le corps 2 est égale et
opposée à la force exercée par le corps 2 sur le
corps 1:
0F 
donc
Exemple :Interaction àdistance Terre / Lune.
La Terre attire la Lune avec une force FT\L
Réciproquement, la Lune attire la Terre avec une
Force FL\T égale et opposée àFT\L :FL\T = - FT\L
Terre Lune
FT\L FL\T
constant
0
V V  
Si

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III-FORME GÉNÉRALE DE LA SECONDE D3
LOI DE NEWTON (PFD)
Le P. F.D s'annonce sous la forme :
En l’absence de force, le vecteur est invariant.
Et en présence d'une force , il évolue conformément à
l'équation : ou bien
qui s’écrit encore :
Lorsque la masse du point matériel est invariante au cours
du mouvement, cette équation se simplifie et prend, en
introduisant le vecteur accélération , la forme suivante :
Dans la mécanique moderne, il est démontré que la masse
d’un corps dépend de la vitesse du mouvement quand
celle-ci s’approche de celle de la lumière c (c=3. 108 m/s):
Où m0est la masse constante du corps à la vitesse v.
Nous admettons, dans ce cours de mécanique classique,
que la vitesse vest négligeable devant la célérité de la
lumière c.
p
F
F
dt
pd
R
F
dt )vm(d
R
F v
dt
dm
dt
vd
m
R
0
dt
dm
puisque mF  
2
2
0
c
v
1
m
m

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a - Force d'attraction universelle
Si on considère deux particules A1 et A2 de masses
m1et m2voisines l'une de l'autre, alors chacune
exerce sur l'autre une force dite d'attraction
universelle de Newton.
IV- DIFFERENTS TYPES DE FORCES : D4
b-Force électrostatique (voir cours d'électricité en S2)
Considérons deux particules de charges électriques q1et
q2, ces deux particules exercent l'une sur l'autre des
forces d'interactions données par la loi de Coulomb :
4.1- Les forces à distance
Ce sont des forces dont la portée peut être étendue jusqu'à
l'infini, parmi lesquelles on peut citer :
4.2- Forces de contact
Exemples : - Les contraintes mécaniques.- Les forces de
frottements.- Les liaisons chimiques. - Les interactions
nucléaires…..
Où G est la constante universelle , G = 6,6710-11 N.m2/kg2
Avec r = /A1A2/
r
r
rq.q
KF 221
12
Où K= 8,99.109Nm/Coul2
charges les entre distance laest r et
12
12 2
mm r
FG
rr
A1
m1
A2
m2
12
F