fiche_cours8_chute_libre
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CHUTES LIBRES
Ce qu'il faut retenir
Chutes libres
1. Définition d’une chute libre
Une chute libre est le mouvement d’un corps soumis uniquement à son poids.
Une chute n’est rigoureusement libre qu’au voisinage d’un astre sans atmosphère.
Sur Terre une chute n’est pas rigoureusement libre ( existence de deux autres forces : la poussée d’Archimède et la force de frottement fluide ou « résistance de l’air » ).
Conditions approchées de chute libre au laboratoire
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L’objet en mouvement de chute doit être beaucoup plus dense que l’air ( poussée d’Archimède négligeable)
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La forme de l’objet doit être aérodynamique et la hauteur de chute suffisamment faible pour que le temps de chute soit petit devant le temps τ caractéristique de la chute ( résistance de l’air négligeable ).
2. Vecteur accélération d’un mouvement de chute libre
Lors de la chute libre d’un solide, le vecteur accélération a G de son centre d’inertie est égal au vecteur champ de pesanteur g : aG = g
L’accélération est indépendante la masse de l’objet
Important : il faut savoir démontrer ce résultat à partir de la deuxième loi de Newton.
3. Importance des conditions initiales
Savoir exprimer les conditions initiales de la chute sous forme vectorielle
Il y a deux conditions initiales sous forme vectorielle :
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Condition initiale sur le vecteur vitesse : V ( t = 0 ) = V o
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Condition initiale sur le vecteur position : OG ( t = 0 ) = OG o
Savoir exprimer les conditions initiales dans un système d’axes orthonormés Oxyz
Il y a deux couples de trois conditions initiales portant sur les coordonnées initiales des vecteurs position et vitesse, soit six conditions initiales portant sur des fonctions non vectorielles, appelée conditions scalaires :
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trois conditions initiales en vitesse : Vx ( t = 0 ) = Vox
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trois conditions initiales en position : x( t = 0 ) = xo
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Vy ( t = 0 ) = Voy y ( t = 0 ) = yo
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Vz ( t = 0 ) = Voz
z ( t = 0 ) = zo
Exemples de