I ) Les trois lois de Newton II ) Propulsion par réaction III
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Fiche de Révisions P5 – DYNAMIQUE ET LOIS DE NEWTON (Comprendre) Tale S I ) Les trois lois de Newton ● 1ère Loi de Newton (Principe d’inertie) : Dans un référentiel galiléen, si un système assimilé à un point matériel n’est soumis à aucune force (système isolé) ou s’il est soumis à un ensemble de forces qui se compensent (système pseudo-isolé), alors il est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme. ● Point méthode : Souvent, le principe d’inertie sera appliqué à partir du vecteur quantité de mouvement 𝑝⃗ = 𝑚. 𝑣⃗. Ainsi, le principe d’inertie devient : « Si un système assimilé à un point matériel est soumis à un ensemble de forces qui se compensent, alors sa quantité de mouvement se conserve. » ● 2ème Loi de Newton (Principe fondamental de la dynamique ou PFD) : Dans un référentiel galiléen, si un système assimilé à un point matériel est soumis à une ou plusieurs forces extérieures, alors la somme vectorielle de ces forces, notée ∑ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑭𝒆𝒙𝒕 , est égale à la dérivée par rapport au temps de son vecteur quantité de mouvement : −1 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ∑𝑭 𝒆𝒙𝒕 = 𝑝 𝑒𝑛 𝑘𝑔. 𝑚. 𝑠 ⃗⃗ 𝒅𝒑 𝑎𝑣𝑒𝑐 | 𝑡 𝑒𝑛 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑𝑒 (𝑠) 𝒅𝒕 𝐹 𝑒𝑛 𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 (𝑁) ● Point méthode : Dans la plupart des exercices, il vous est demandé de déterminer l’accélération du système étudié. Il faut donc savoir relier la dérivée par rapport au temps du vecteur quantité de mouvement au vecteur accélération. La 2ème loi de Newton peut donc s’écrire aussi : ∑ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑭𝒆𝒙𝒕 = ⃗⃗ 𝒅(𝒎. 𝒗 ⃗⃗) ⃗⃗ 𝒅𝒑 𝒅𝒗 ⃗⃗ = =𝒎× = 𝒎×𝒂 𝒅𝒕 𝒅𝒕 𝒅𝒕 ● 3ème Loi de Newton (Principe des actions réciproques) : ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Si un système A exerce sur un système B une force 𝐹 𝐴/𝐵 , alors le système B exerce également une force 𝐹𝐵/𝐴 sur le système A. Ces deux forces ont même direction, même intensité et sont de sens opposés : ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑭𝑨/𝑩 = −𝑭 𝑩/𝑨 II ) Propulsion par réaction Dans un système de propulsion par réaction, le mobile est mis en mouvement grâce l’action exercée sur lui-même par les gaz qu’il éjecte. ● Point méthode : Pour déterminer la vitesse atteinte par un mobile employant un système de propulsion par réaction, il faut considérer deux instants : ⃗⃗ - 1er instant 𝑡0 : le solide est immobile soit ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑝0 = 0 ème - 2 instant 𝑡 : le solide est en mouvement et les gaz sont éjectés soit 𝑝⃗ = 𝑝 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑝𝑔𝑎𝑧 𝑚𝑜𝑏𝑖𝑙𝑒 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ Ensuite, la force exercée par les gaz étant opposée au poids de la fusée, on peut appliquer le principe d’inertie et la conservation de la quantité de mouvement. On a alors la relation suivante : ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝒑𝟎 = ⃗𝒑⃗ 𝒔𝒐𝒊𝒕 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝒑𝒎𝒐𝒃𝒊𝒍𝒆 + ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝒑𝒈𝒂𝒛 = ⃗𝟎⃗ Il suffit alors de projeter le vecteur sur l’axe adéquat et de résoudre l’équation. III ) Mouvements dans des champs uniformes → Voir la fiche méthode associée Physique - Chimie Fiches BAC M. TOUYET 2016/2017
