III. Effets d`une force sur le mouvement(tp)

III. Effets d’une force sur le
mouvement(tp)
A
Chronophotographie
n°1
dt = 80 ms
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aimant
C
D
B
III. Effets d’une forces sur le
mouvement
a) Conclusion du TP
Un force qui s’exerce sur un objet peut
•
Mettre cet objet en mouvement
•
Modifier la direction de sa trajectoire
•
Modifier la vitesse: sa
valeur et/ou sa direction
•
Ces modifications sont d’autant plus
importantes que la masse du corps est
petite
b) Exemple: chute libre

1.
2.
Étude du mouvement d’une balle lancée
dans une direction quelconque
Référentiel terrestre
Système "Balle"
P
3.



Bilan des forces
Une fois lancée
La balle n’est soumise qu’à l’action de
sont poids (de valeur P = m.g)
On néglige les forces de frottements de
l’air sur la balle
P P P
P
la valeur deP
Durant la montéeP
laP vitesse
P la valeur de la vitesse
Durant
la descente
P
diminue
dans
direction dans
verticale
La vitesse
restelaconstante
la
P
augmente
Pdans la direction verticale
direction horizontale
Dans la direction
verticale le mouvement
P
P
Dans
larectiligne
direction
verticale le
le
est
retardé
Dans
la
direction
horizontale
P
P
mouvementest
estrectiligne
rectiligneuniforme
accéléré
mouvement
P
P
P
P
P
P
P
P
Au cours d’une chute libre la valeur de la
vitesse n’est modifiée que dans la direction
verticale

GÉNÉRALISATION:
Une force ne peut modifier la valeur
de la vitesse que dans sa direction
IV. Le Principe d’inertie
a) Question:
Faut il toujours une force pour entretenir
un mouvement?
b) Observation courante:
Un objet lancé sur le sol horizontal
s’arrête rapidement
Les réponses
L’hypothèse d’Aristote
(384-322 av. J.C.)

Il faut toujours une force pour entretenir le
mouvement d’un corps
Expérience de Galilée
(1564-1642)
?
Hypothèse de Galilée

Un mouvement sans frottement sur un plan
horizontal n’a pas besoin de force pour se
perpétuer
Le principe d’inertie
Isaac Newton (1642-1727)


Dans un référentiel terrestre, tout objet qui n’est
soumis à aucune force ou à des forces qui se
compensent mutuellement, reste dans son état:
de repos
ou
 de
mouvement rectiligne
uniforme
Exemple : le curling
Quand le palet de curling est au repos
Les
forces

Bilan
des
appliquées se
forces:
compensent
 Poids du palet (verticale
vers
le
bas
P=mg
P
R+
=0
 L’ action de la glace sur
palet
Lele
palet
est et demeure au repos
R
P
Forces qui se compensent = système isolé
équivalent à
" soumis à aucune force" = système pseudo isolé
Quand le palet est lancé
Le palet glisse d’un
 Bilan des forces:
du mouvement
mouvementSens
rectiligne,
sa vitesse diminue puis au bout d’un certain
 Poids du palet (verticale vers le
temps
il s’immobilise.

bas P=mg
L’action de la glace
Une force supplémentaire fait
diminuer la valeur de la vitesse
- Force
de
frottement
action
de
Le
poids
et
l’action
de
la
glace
se
P
0
R
+
=
contact qui encore
s’oppose au mouvement
compensent
R
F
P
Bilan des forces appliquées sur le
système
Les forces appliquées aux système ne se
compensent plus
R+ P + F ≠ 0
Le système n’est plus mécaniquement
isolé
Le mouvement n’est pas rectiligne
uniforme
Conclusion
Dans un référentiel Terrestre
Principe d’inertie
Réciproque du principe d’inertie
Conséquence du principe d’inertie
Dans un référentiel Terrestre
Application
M.N.R.U.
M.R.U.
Les forces
appliquées à la
bille ne se
compensent pas
Les
forces
( non
isolé)
appliquées à la
bille se
compensent
( système :isolé
ou pseudo
isolé)
Interprétation
Plus la vitesse augmente
plus les forces de frottement
augmentent
Bilan
des forces
Dans
la première
partie les
agissant
surnelase
forces
appliquées
bille: pas
compensent
Quand f et P ont même
 Le poids de la valeur
f<P le système est alors
bille
 Les forces de pseudo isolé
Mouvement
accéléré
frottement du
Le mouvement est alors
liquide sur la bille
rectiligne uniforme
f
P
Peut on faire tourner un objet sans
force?




Mouvement circulaire
uniforme
Le principe d’inertie
permet d’affirmer
Que les système n’est
pas isolé
Une force non
compensée modifie la
direction du
mouvement sans
changer la valeur de la
vitesse