La première loi de Newton Chapitre 4 La première loi de Newton

Concept de force On ne peut pas voir une force, on ne peut qu’en ressentir les effets. Une force est une poussée ou une traction qui modifie l’état de mouvement d’un objet ou qui le déforme.

Une force se mesure en Newton (N) 1N = 1kg x m/s2 Les forces possèdent une grandeur et une orientation. Elles peuvent donc être représentées par des vecteurs. Fg Une force se mesure en Newton (N) 1N = 1kg x m/s2

Concept d’inertie Aristote Galilée L’état naturel des objets est l’immobilité. Une force doit agir sur un objet pour que celui-ci se déplace. Une force est nécessaire pour mettre un objet en mouvement. Aucune force n’est nécessaire pour que ce mouvement se poursuive.

Selon Galilée, l’état naturel des objets n’est pas l’immobilité mais plutôt la conservation de l’état de mouvement. L’inertie est la tendance naturelle d’un objet à conserver son état de mouvement, à résister au changement. L’inertie dépend de la masse de l’objet: Plus l’objet est lourd, plus il est difficile de modifier son état de mouvement, donc, plus son inertie est grande.

Première loi de Newton Un objet au repos ou en mouvement rectiligne uniforme conservera cet état de mouvement indéfiniment, à moins qu’une force ne vienne modifier cet état de mouvement. (Loi de l’inertie)

Force résultante Lorsque plusieurs forces agissent en même temps sur le même objet, la force résultante est une force virtuelle équivalente à la somme vectorielle de toutes ces forces.

Quelle est la grandeur et l’orientation de la force résultante? On doit d’abord trouver les composantes horizontales et verticales des forces à l’aide des formules suivantes: Fx = F cos θ Fy = F sin θ 45o F2 = 40 N F1 = 30 N x y F1 30 N 0 N F2 28,28 N FR 58,28 N On additionne ensuite ces composantes: On trouve la norme et l’orientation de la force résultante: FR = 58,28 2 + 28,28 2 = 65,05 N Tan θ = 𝐹 𝑦 𝐹 𝑥 θ = 25,88o

État d’équilibre Lorsque la somme vectorielle de toutes les forces qui agissent sur un objet représente une force nulle, son état de mouvement est conservé. On dit alors que l’objet est en état d’équilibre. Un objet est en état d’équilibre si aucune force n’agit sur lui ou si la force résultante est nulle.

Trouver la force équilibrante des 2 forces illustrées ci-contre. Pour trouver la force équilibrante d’un système de forces, il s’agit de trouver quelle force permettrait au système d’avoir une force résultante égale à zéro. Exemple: Trouver la force équilibrante des 2 forces illustrées ci-contre. F1=40 N F2 =30 N à 25o Trouver les composantes des 2 forces x y F1 40 F2 27,2 12,7 Fé FR 2. Trouver les composantes de la force équilibrante (inverse des composantes de la force résultante) 3. Trouver la norme et l’orientation de la force équilibrante. -27,2 -52.7