VITESSE ② ACTIONS MECANIQUES – NOTION DE FORCE ③

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NOM et Prénom de l’élève :
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COURS DE SCIENCES PHYSIQUES
Classe de 2nd GT
ACTIVITÉS
① MOUVEMENT–TRAJECTOIRE –VITESSE
② ACTIONS MECANIQUES – NOTION DE FORCE
③ REPRESENTATION D’UNE FORCE
④ PRINCIPE DE L’INERTIE
1
Activité
①
OBJECTIFS
 Décrire le mouvement et la trajectoire d’un mobile.
 Calculer une vitesse moyenne et instantanée.
1- Enregistrement d’un mouvement
La chronophotographie est une technique permettant d’étudier
le mouvement d’un objet. Elle consiste à prendre une succession
de photos à intervalles de temps réguliers.
2- La trajectoire
C’est l’ensemble des positions occupées par les objets au cours du mouvement. En reliant
les positions successives, on reconstitue la trajectoire.
Trajectoire curviligne
Trajectoire circulaire
Trajectoire rectiligne
3- Description du mouvement et vitesse
Le mouvement d’un point d’un objet est caractérisé par sa trajectoire et l’évolution de la
valeur de sa vitesse.
Mvt. uniforme
Mvt. accéléré
Mvt. ralenti
Pour un mobile, la vitesse est égale au quotient de la distance parcourue par le temps.
Symbole
Grandeur
Unité
Vitesse
Mètre par seconde
(m/s) ou (m.s-1)
distance
mètre
(m)
temps
seconde
(s)
2
4- Vitesse d’un point
Voici un enregistrement de la
position
d’un
mobile
autoporteur.
t = 40 ms
4-1 D’après l’allure de l’enregistrement, que peut-on dire sur la trajectoire et le mouvement de ce
mobile.
4-2 Que signifie l’indication t = 40 ms ?
L’expression de la vitesse pour un enregistrement d’un mobile s’écrit de la manière suivante :
4-3 Donner l’expression de la vitesse du point M3. Puis calculer sa vitesse.
5- Vitesse moyenne et vitesse instantanée
La vitesse moyenne est la vitesse parcourue par un automobiliste entre le point départ et
le point d’arrivé.
La vitesse instantanée est la vitesse indiquée sur le tachymètre
de la voiture. Il indique au temps t la vitesse du véhicule. (C’est
la vitesse d’un point).
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Activité
②
OBJECTIF
 Etre capable de définir la nature d’une action mécanique.
 Etre capable de faire le bilan des différentes actions mécaniques.
1- Nature des actions mécaniques
Répartie
De contact
Ponctuelle
Action mécanique
A distance
Qui agit ?
Qui subit ?
L’effet produit
Actions
De contact
ponctuelle
ou à distance
ou répartie
Bille
Ailes du moulin
Ressort
Ballon
Système d’étude
Répartie
4
2- Quelques exemples d’actions mécaniques
En physique une action mécanique s’appelle : une force.
On peut citer parmi les plus importantes, que vous risquer de retrouver dans la plupart des situations
que vous rencontrerez.
 L’attraction terrestre, c’est l’action de la Terre sur un objet. C’est le poids.
.
 Les forces de frottements.
.
 L’action des supports (Une table, le sol) ; C’est la réaction Normale.
.
 D’autres actions mécaniques (forces) peuvent intervenir sur un objet. On peut citer :
- La poussée d’Archimède.
- Les forces pressantes.
5
3- Bilan des actions mécaniques
Afin de faire correctement un bilan des actions mécaniques appliquées à un système, il est conseillé
de faire l’inventaire des objets concerné par l’étude, en n’omettant pas les appuis (table, sol) et la
Terre responsable de la pesanteur.
① Exemple
Objet d’étude :
La bille
Bille
② Exemple
Objet d’étude :
Le seau
Seau
③ Exemple
Objet d’étude :
La brique
Brique
Liste des actions mécaniques (Forces) :
Le poids
; la réaction
; Les forces divers
; La tension d’un fil
; les forces de frottements
.
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Activité
③
OBJECTIFS
 Etre capable de représenter une force par son vecteur.
 Retrouver les caractéristiques d’une force.
1- Force et mesure de son intensité
Une action mécanique est appelée force ;
L’intensité d’une force se mesure avec dynamomètre.
L’unité de mesure est le Newton.
2- Représentation du vecteur force :
On représente une force par un segment fléché appelé vecteur. Un
vecteur est un outil mathématique qui se caractérise par :
- Une origine ou point d’application (point de contact entre la force
exercée et l’objet d’étude)
- Une direction (donnée par le « corps » du segment fléché)
- Un sens (donnée par la pointe de la flèche)
- Une intensité (donnée par la longueur de la flèche)
Remarque importante : Il ne faut pas confondre sens et direction. En effet, une droite
définit une direction (verticale, horizontale et oblique) et une direction possède deux
sens. ( ou  ou  ou )
3- Exemples
1er exemple : On étudie l’action de la main sur le ressort.
La force exercée est égale à 100 N.
① Quelle est la longueur du vecteur
? (Echelle : 1 cm  50 Newtons)
② Représenter le vecteur force appliqué à cette situation.
③ Compléter le tableau suivant :
Action
(qui agit/qui subit)
Point
d’application
Direction
Sens
Notation
Intensité
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2ème exemple : Cet ouvrier exerce une force de 250 Newtons sur la corde
pour faire monter la caisse.
① Indiquer le point d’application par la lettre (O) sur l’image.
② Calculer la longueur du vecteur force.
(Echelle : 1 cm  100 Newtons)
③ Représenter le vecteur force
sur l’image.
④ Compléter le tableau suivant :
Action
(qui agit/qui subit)
Point
d’application
Direction
Sens
Notation
3ème exemple : En s’aidant des caractéristiques du tableau, tracer le vecteur force
Intensité
sur la
figure.
(Echelle : 1,5 cm 100 N)
Action
(qui agit/qui subit)
Point
d’application
Direction
Sens
Amarteau/clou
C
Verticale

Notation
Intensité
400 N
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Activité
④
OBJECTIFS
 Connaître le principe de l’inertie.
 Utiliser le principe d’inertie pour interpréter des mouvements simples.
1- Principe de l’inertie
Longtemps les physiciens précédant Newton se sont demandé ce qui
provoquait le mouvement et si un mouvement pouvait exister sans force.
Galilée et Descartes ont fait avancer la question en introduisant la notion
d’inertie, c’est d’ailleurs Galilée qui a énoncé le principe d’inertie, que
Newton a repris dans sa première loi.
Dans un référentiel galiléen (Référentiel dont les forces sont nulles
ou se compensent et animé d’un mouvement uniforme ou
immobile) :
 Si un objet est immobile ou animé d’un mouvement rectiligne uniforme alors les forces
qui agissent sur lui se compensent.
La réciproque est également vraie.
 Si les forces qui agissent sur un objet se compensent alors il est soit immobile ou soit il
est animé d’un mouvement rectiligne uniforme.
2- Application
Exercice n°1 : Un palet de hockey se déplace sur la glace lisse d’une patinoire
d’un mouvement rectiligne uniforme.
1- Dans quel référentiel ce mouvement est-il décrit ?
2- Le principe d’inertie s’applique t-il dans ce référentiel ? Pourquoi ?
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3- Quelles sont les forces appliquées au palet ? Que peut-on en dire ? Donner les caractéristiques de
chaque force.
4- Représenter sur ce schéma les vecteurs forces appliquées sur le palet.
Sens du déplacement
Glace
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Exercice n°2 :
Un mobile glisse sur un plan horizontal ou un plan incliné. Au cours du mouvement, on néglige
l'action de l'air devant les autres forces.
Pour chaque cas peut-on appliquer le principe de l’inertie ?
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