
Physique B1 : Forces et
mouvements
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Objectifs : Connaître et appliquer les lois de Newton. Analyser un exemple où une force de frottement sert à la
propulsion.
I. Principe d’inertie
Définition : Lorsque aucune force extérieure ne s’exerce sur un système, on dit que le
système est isolé. Lorsque la somme vectorielle des forces qui s’exercent sur un système est
égale au vecteur nul, on dit que le système est pseudo-isolé.
Exercice 1 (sur poly) : On lance un mobile à coussin d’air de masse 400 g sur une table horizontale
et on réalise l’enregistrement du mouvement de son centre d’inertie G. La durée entre
deux positions successives de G est = 60 ms.
Système étudié : mobile autoporteur ; référentiel : référentiel du laboratoire supposé galiléen.
Bilan des forces agissant sur le système
1. Quelles forces agissent sur le mobile autoporteur ?
2. Représentez sur le schéma ci-contre ces forces sachant qu’elles ont la même intensité.
Vecteur vitesse du centre d’inertie du système
3. Le mouvement du centre d’inertie est-il rectiligne ? Est-il uniforme ? Justifiez.
4. Que peut-on en déduire sur les caractéristiques du vecteur vitesse ?
5. Le mobile est-il pseudo-isolé ? Justifiez.
Correction :
1. Le mobile est soumis à : Son poids
et à la réaction de la table
2. Comparons ces deux forces : elles ont même direction et des sens opposé. La réaction est perpendiculaire
au support car il n’y a pas de frottements.
3. La somme vectorielle de ces deux forces est nulle ; le mobile est donc pseudo-isolé.
4. L’ensemble des positions prises par G est une droite donc le mouvement est rectiligne. On remarque que
la distance entre deux positions successives est constante donc le mouvement est uniforme.
5. Le vecteur vitesse garde la même direction, le même sens et la même valeur au cours du mouvement, donc
c’est un vecteur constant.
Première loi de Newton (dite : « Principe d’inertie ») :
: Dans un référentiel galiléen, si la somme vectorielle des forces extérieures qui
s’exercent sur un système matériel est nulle, alors son centre d’inertie est animé d’un
mouvement rectiligne uniforme.
Réciproquement, si le vecteur vitesse du centre d’inertie d’un système est un vecteur
constant, alors la somme vectorielle des forces extérieures s’exerçant sur ce système est
nulle.
ttanconsvecteurv0F G
.
Remarque : Le principe d’inertie permet de vérifier si le référentiel est galiléen ou non. Tout
référentiel en translation rectiligne uniforme avec un référentiel galiléen est galiléen.
Exemples : Le référentiel terrestre, le référentiel héliocentrique, le référentiel géocentrique, le
référentiel du laboratoire sont considérés comme galiléens pour de courtes durées. Un
manège qui tourne n’est pas un référentiel galiléen.