Chapitre 14 mouvement et Forces

« Chapitre 1 4 : Mouvement et forces Un mouvement simple tel que la chute d’un objet a depuis toujours été la source de nombreuses théories plus ou moins fertiles.

Newton, à la fin du XVII siècle bâtit les fondements de la mécanique classique en énonçant trois lois qui permettent de comprendre le mouvement d’un système et ce grâce à l’étude des forces auxquelles il est soumis. I. Du système à son mouvement Il est nécessaire avant de commencer une étude de toujours définir les trois points suivants : 1) Le système On rappelle que le système correspond à l’objet dont on cherche à étudier l’évolution au cours du temps.

Dans cette partie, sa masse est considérée comme constante et supposée ponctuelle, souvent appelée centre de masse . 2) Le référentiel Il s ’agit d’un objet de référence par rapport auquel on étudie le mouvement du système.

Couramment, on parle de référentiel galiléen : c’est un référentiel dans lequel un système qui n’est soumis à aucune force ou à des forces dont la somme vectorielle est nul le est soit au repos soit en mouvement rectiligne uniforme. On peut citer comme exemple : - le référentiel héliocentrique pour étudier le mouvement des planètes autou r du soleil - le référentiel géocentrique pour le mouvement des satellites terrestres (à condition que la durée d’étude n’excède pas quelques jours) - le référentiel terrestre lorsque l’étude est réalisée à proximité du sol terrestre et pour une durée de quelques minutes. Rmq : un référentiel en translation rectiligne par rapport à un autre est galiléen en revanche s’il accélère, tourne ou ralentit, ce n’est pas le cas. 3 ) Les interactions Un système est généralement en interaction avec d’autres objets : il subit ou exerce des actions mécaniques. On modélise ces dernières par des vecteurs présentant les caractéristiques suivantes : - Point d’application : celui de la force généralement le centre de masse sauf force contact - Direction : droite d’action de la force - Sens : celui de la force - Valeur : à calculer en fonction de l’expression de la force considérée Rappel des principales forces que l’on rencontre : - Force gravitationnelle entre deux masses : ! " / $ %%%%%%%%⃗ = ) * + * , - . / $" %%%%%%%⃗ o Expression simplifiée de cette force pour un objet à la surface de la t erre : le poids 0%⃗ = 1 2⃗ - Force électrique entre deux charges : ! " / $ %%%%%%%%⃗ = 3 4 5 6 7 8 + 8 , - . /%⃗ ( 3 4 5 6 7 = 9 ) ; o Force électrique due à un champ : !⃗ = ; %⃗ - Force exercée par un fluide o Poussée d’Archimède pour les solides immer gés ?%⃗ o Force de frottement fluide @ ⃗ - Force de tension lorsque le système est accroché à un fil A%⃗. »