III. Effets d’une force sur le mouvement(tp) A Chronophotographie n°1 dt = 80 ms C A D B aimant

III. Effets d’une forces sur le mouvement a) Conclusion du TP Un force qui s’exerce sur un objet peut Mettre cet objet en mouvement Modifier la direction de sa trajectoire Modifier la vitesse: sa valeur et/ou sa direction Ces modifications sont d’autant plus importantes que la masse du corps est petite

b) Exemple: chute libre Étude du mouvement d’une balle lancée dans une direction quelconque Référentiel terrestre Système "Balle"

P Bilan des forces Une fois lancée La balle n’est soumise qu’à l’action de sont poids (de valeur P = m.g) On néglige les forces de frottements de l’air sur la balle

Dans la direction verticale le mouvement est rectiligne retardé P P P P Durant la montée la valeur de la vitesse diminue dans la direction verticale Dans la direction verticale le mouvement est rectiligne retardé P P P Durant la descente la valeur de la vitesse augmente dans la direction verticale Dans la direction verticale le mouvement est rectiligne accéléré P La vitesse reste constante dans la direction horizontale Dans la direction horizontale le mouvement est rectiligne uniforme P P P P P P P P P P P P P P P

Au cours d’une chute libre la valeur de la vitesse n’est modifiée que dans la direction verticale GÉNÉRALISATION: Une force ne peut modifier la valeur de la vitesse que dans sa direction

IV. Le Principe d’inertie a) Question: Faut il toujours une force pour entretenir un mouvement? b) Observation courante: Un objet lancé sur le sol horizontal s’arrête rapidement

Les réponses

L’hypothèse d’Aristote (384-322 av. J.C.) Il faut toujours une force pour entretenir le mouvement d’un corps

Expérience de Galilée (1564-1642) ?

Hypothèse de Galilée Un mouvement sans frottement sur un plan horizontal n’a pas besoin de force pour se perpétuer

Le principe d’inertie Isaac Newton (1642-1727) Dans un référentiel terrestre, tout objet qui n’est soumis à aucune force ou à des forces qui se compensent mutuellement, reste dans son état: de repos ou de mouvement rectiligne uniforme

Exemple : le curling

Quand le palet de curling est au repos Les forces appliquées se compensent Bilan des forces: Poids du palet (verticale vers le bas P=mg L’ action de la glace sur le palet R P + = P R Le palet est et demeure au repos Forces qui se compensent = système isolé équivalent à " soumis à aucune force" = système pseudo isolé

Quand le palet est lancé Le palet glisse d’un mouvement rectiligne, sa vitesse diminue puis au bout d’un certain temps il s’immobilise. Sens du mouvement Bilan des forces: Poids du palet (verticale vers le bas P=mg L’action de la glace P R Une force supplémentaire fait diminuer la valeur de la vitesse - Force de frottement action de contact qui s’oppose au mouvement F P Le poids et l’action de la glace se compensent encore R + =

Bilan des forces appliquées sur le système Les forces appliquées aux système ne se compensent plus R + P F + ≠ Le système n’est plus mécaniquement isolé Le mouvement n’est pas rectiligne uniforme

Conclusion Système isolé ou Mouvement pseudo isolé rectiligne uniforme Dans un référentiel Terrestre Principe d’inertie Système isolé ou pseudo isolé Mouvement rectiligne uniforme Réciproque du principe d’inertie Système isolé ou pseudo isolé Mouvement rectiligne uniforme

Conséquence du principe d’inertie Dans un référentiel Terrestre Mouvement NON rectiligne uniforme Les forces appliquées ne se compensent PAS !

Application M.N.R.U. Les forces appliquées à la bille ne se compensent pas ( non isolé) M.R.U. Les forces appliquées à la bille se compensent ( système :isolé ou pseudo isolé)

Interprétation f P f<P Mouvement accéléré Plus la vitesse augmente plus les forces de frottement augmentent Dans la première partie les forces appliquées ne se compensent pas f<P Mouvement accéléré Bilan des forces agissant sur la bille: Le poids de la bille Les forces de frottement du liquide sur la bille Quand f et P ont même valeur le système est alors pseudo isolé Le mouvement est alors rectiligne uniforme f P

Peut on faire tourner un objet sans force?

Mouvement circulaire uniforme Le principe d’inertie permet d’affirmer Que les système n’est pas isolé Une force non compensée modifie la direction du mouvement sans changer la valeur de la vitesse