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Deuxième Loi de Newton Chapitre 5. RELATION ENTRE LA FORCE, LA MASSE ET LACCÉLÉRATION Le résultat dune force est une modification de létat de mouvement,

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1 Deuxième Loi de Newton Chapitre 5

2 RELATION ENTRE LA FORCE, LA MASSE ET LACCÉLÉRATION Le résultat dune force est une modification de létat de mouvement, donc une accélération. Laccélération produite par une force est inversement proportionnelle à la masse.

3 DEUXIÈME LOI DE NEWTON La force résultante exercée sur un objet est toujours égale à la masse de cet objet multipliée par son accélération. Laccélération produite a toujours la même orientation que la force résultante. F = ma

4 Puisquune force est une quantité vectorielle, il est souvent plus facile de réaliser les opérations mathématiques sur ses composantes. F x = ma x F y = ma y

5 CAS DUN OBJET SUR LEQUEL PLUSIEURS FORCES SONT APPLIQUÉES

6 DIAGRAMMES DE CORPS LIBRES Un diagramme de corps libre est la représentation graphique de toutes les forces qui sexercent sur un objet. Il est très utile pour trouver la force résultante exercée sur un objet.

7 1.Choisir lobjet à examiner et le représenter par un point. 2.Représenter toutes les forces agissant sur lui en partant du point. 3.Tracer un système daxes de référence. 4.Résoudre chacune des forces en composantes. 5.Trouver la force résultante. Étapes à suivre pour construire un diagramme de corps libre. FxFx FyFy F F FRFR y x

8 Pourquoi trouver la force résultante? Cest la force résultante qui a un effet sur le mouvement de lobjet. Lorsque la force résultante est trouvée, on peut appliquer la loi de Newton pour déterminer son effet sur le mouvement de lobjet.

9 Force résultante: somme vectorielle de toutes les forces exercées sur un objet.

10 LA FORCE GRAVITATIONNELLE

11 Force gravitationnelle: Force dattraction exercée par la Terre sur tous les objets qui se trouvent à sa surface ou à proximité de celle-ci. Cette force provoque une accélération appelée accélération gravitationnelle. F g = mg où g = 9,8 m/s 2

12 Généralisation de la force gravitationnelle Tous les objets qui possèdent une masse exercent une force dattraction les uns sur les autres. Cette force dépend de La masse des objets La distance qui sépare ces objets G = 6,67 x Nm 2 /kg 2

13 Différence entre la masse et le poids Masse : Mesure de la quantité de matière présente dans un objet. Peu importe où il se situe, la masse dun objet est toujours la même. Poids : Mesure de la force gravitationnelle exercée sur un objet. (F g ) Le poids dun objet peut varier. Sur la Terre, tout objet de 1 kg possède un poids égal à 9,8 N (F g = mg = 1 kg x 9,8 m/s 2 )

14 FORCE NORMALE Force exercée par une surface solide sur un objet Cette force est toujours perpendiculaire à la surface. Lorsquun objet est déposé sur une surface, la force normale est égale à la F g mais en sens contraire.

15 CAS DUNE SURFACE HORIZONTALE STABLE Lorsquon pousse ou quon tire un objet avec une force ayant une certaine composante vers le haut, la force normale devient plus petite que la force gravitationnelle.

16 À linverse, si on pousse un objet avec une force ayant une composante vers le bas, la force normale sera plus grande que la force gravitationnelle. Donc, la force normale est la force équilibrante de la somme vectorielle de toutes les forces qui sexercent perpendiculairement à une surface.

17 CAS DUNE SURFACE HORIZONTALE EN MOUVEMENT VERTICAL Si lascenseur Est immobile: F N = F g Accélère vers le haut: F N > F g Accélère vers le bas: F N < F g Se déplace à vitesse constante: F N = F g

18 CAS DUN PLAN INCLINÉ La force normale est plus petite que la F g et est perpendiculaire au plan incliné. La grandeur de la force normale est la même que celle de la composante perpendiculaire de la F g (F gy ). Cependant elle est dans le sens contraire. Pour résoudre ce genre de situation, il est utile de faire correspondre lorientation de notre système daxes de référence à lorientation de la surface du plan incliné.

19 FORCES DE FROTTEMENT Force qui soppose au mouvement relatif de deux objets dont les surfaces sont en contact. Elle est généralement orientée dans le sens contraire du mouvement Le frottement est causé par les irrégularités des surfaces en contact.

20 frottement-sur-un-plan-horizontal.html - frottement-sur-un-plan-horizontal.html - Friction statique : force nécessaire pour mettre un objet en mouvement. Elle correspond à la grandeur de la force appliquée jusquà ce que lobjet se mette en mouvement. Friction cinétique : Elle se produit lorsque 2 surfaces glissent lune sur lautre. Elle correspond à la force nécessaire pour faire avancer un objet à vitesse constante.

21 Résistance de lair : (friction fluide) Pour avancer dans un fluide (gaz ou liquide), un objet doit repousser le fluide de chaque côté de lui. Un objet qui tombe dans un fluide atteint plus ou moins rapidement une vitesse limite selon sa masse, létendue de sa surface et sa masse volumique.


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