Lois de Newton et mouvement
Les lois de Newton relient les forces à l’évolution du mouvement dans un référentiel adapté.
Référentiel galiléen
Idée essentielle
Le mouvement dépend du référentiel choisi. Un même objet peut être au repos ou en mouvement.
Repères à vérifier
- Référentiel d’étude : solide de comparaison du mouvement.
- Référentiel galiléen : principe d’inertie vérifié.
Forces et quantité de mouvement
Lien physique
À retenir
- Une force est une interaction capable de modifier le mouvement.
- Quantité de mouvement
p = m·v.
Deuxième loi de Newton
Relation fondamentale
Dans un référentiel galiléen, la résultante des forces égale la dérivée de la quantité de mouvement.
Cas courant
Masse constante
- \sum \vec{F} = m\vec{a}
- L’accélération a la direction de la résultante.
Résultante nulle
- Vitesse constante ou repos.
- Le mouvement ne change pas.
Méthode
- 1
Isoler le système.
- 2
Faire le bilan des forces.
Chute et satellites
Cas à comparer
| Situation | Force principale | Conséquence |
|---|---|---|
| Chute libre | Poids | Mouvement accéléré vers le bas |
| Satellite | Gravitation | Force centripète vers le centre |
Application
Un objet tombe sans vitesse horizontale initiale. Un satellite reste en orbite grâce à la gravitation. Qu’en conclure ?
- On suppose un modèle simplifié avec une seule force dominante.
- En chute libre, la pesanteur accélère l’objet vers le bas.
Un satellite n’est pas sans force. Il est en chute libre orbitale sous l’action de la gravitation.
Petit piège
Pas de force nette, pas de changement de vitesse. Une vitesse constante peut exister sans force résultante.
Entraînement
Questions flash
- Que vérifie un référentiel galiléen ?
- Quelle grandeur est définie par
p = m·v? - Quelle forme prend la deuxième loi si la masse est constante ?
Mots-clés
- Référentiel galiléen
- Référentiel où le principe d’inertie est vérifié.
- Résultante des forces
- Somme vectorielle de toutes les forces exercées.
- Quantité de mouvement
- Grandeur vectorielle égale à
m·v.
Bilan
Essentiel à mémoriser
- Choisir un référentiel galiléen avant toute étude.
- Lister les forces puis appliquer la deuxième loi de Newton.
- Utiliser
\sum \vec{F} = \frac{d\vec{p}}{dt}ou\sum \vec{F} = m\vec{a}simest constante. - La chute et l’orbite sont deux cas d’action de la gravitation.
