Mécanique du point
La mécanique du point relie la description du mouvement aux forces et aux bilans d’énergie.
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Cinématique du point
Repérage du mouvement
Un point matériel est décrit par sa position dans un repère choisi.
- La trajectoire est l’ensemble des positions successives.
- Le déplacement relie deux positions, ce n’est pas la trajectoire.
Vitesse et accélération
Vitesse
- Dérivée temporelle de la position.
- Grandeur vectorielle instantanée.
- Sa norme est la rapidité.
Accélération
- Dérivée temporelle de la vitesse.
- Grandeur vectorielle instantanée.
- Elle traduit la variation de vitesse.
Mémo
Position, puis vitesse, puis accélération : on dérive dans cet ordre.
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Repères et référentiels
Décrire correctement un mouvement
| Notion | Définition | Point clé |
|---|---|---|
| Repère | Origine, axes, coordonnées. | Il sert à mesurer la position. |
| Référentiel | Repère d’espace + horloge. | Le mouvement y est décrit. |
| Galiléen | Référentiel d’inertie. | Le principe d’inertie y s’applique. |
Idée à retenir
- Un mouvement n’est jamais absolu.
- Il faut toujours préciser le référentiel.
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Dynamique et lois de Newton
Liaisons fondamentales
Deuxième loi de Newton
La résultante des forces extérieures fixe l’accélération du point.
Méthode
- 1
Isoler le système.
- 2
Faire le bilan des forces.
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Travail et énergie
Bilans énergétiques
Travail
- Échange d’énergie par une force.
- Dépend du déplacement.
- Se somme sur toutes les forces.
Énergie
- Capacité d’évolution d’un système.
- Cinétique si le point se déplace.
- Potentielle si elle dépend de la position.
Relations utiles
Le théorème de l’énergie cinétique relie les travaux à la variation d’énergie cinétique.
Énergie mécanique
- E_m = E_c + E_p.
- Elle se conserve si seules des forces conservatives agissent.
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Réviser et s’entraîner
Questionnement rapide
- Quelle différence entre trajectoire et déplacement ?
- Pourquoi faut-il préciser le référentiel ?
- Comment écrit-on la deuxième loi de Newton ?
Vocabulaire
- Point matériel
- Objet dont on néglige les dimensions.
- Trajectoire
- Ensemble des positions successives.
- Référentiel galiléen
- Référentiel d’inertie.
Conclusion
À garder en tête
- Décrire d’abord le mouvement dans un référentiel clair.
- Utiliser Newton pour relier forces et accélération.
- Utiliser l’énergie pour un bilan global rapide.
- Rester rigoureux sur les grandeurs vectorielles.