Newton

Pages: 6 (1252 mots) Publié le: 4 mars 2011
Classe de 1èreS Physique

Chapitre 4

Chapitre 4 : Les lois de Newton
Introduction :

Nous avons vu dans les chapitres précédents les différents mouvements que pouvait avoir un solide, et les forces qui peuvent s’exercer sur un solide. Comment relier ces deux chapitres, c’est ce que nous allons voir ici :
I La 1ère loi de Newton : le principe d’inertie :

1) Qu’appelle t-on solide isoléou pseudo isolé ? Un solide isolé est un solide soumis à aucune force de la part de l’extérieur. Questions élèves : Est-ce possible ? Pourquoi ? Ce n’est pas possible car tout objet est automatiquement soumis à une force gravitationnel : sur la terre, c’est le poids, dans l’espace ce sera l’attraction d’un autre astre. Questions élèves : Qu’appelle-t-on alors solide pseudo isolé ? Un solide estdit pseudo isolé lorsque la somme vectorielle des forces qui lui sont appliquées est nulle. r r r r Soit F1 , F2 … les forces appliquées au solide, on note Σ F = 0 r R Exemple : Le mobile autoporteur sur coussin d’air :
r P

Coussin d’air

2) Enoncé du principe d’inertie :

Par rapport à certains référentiels, appelés référentiels galiléens, le centre d'inertie G d'un solide pseudo isolé : rreste immobile ( vG = 0 ) ; Galilée (1564-1642) Newton (1642-1727) r ou est animé d'un mouvement rectiligne uniforme ( vG = cte ) 3) Référentiels galiléens ou non galiléens ? C’est le principe de l’inertie qui permet de les distinguer : Un référentiel dans lequel le principe de l’inertie est vérifié est dit galiléen. Les référentiels galiléens sont en translation rectiligne uniforme les uns parrapport aux r autres ( v = cte ). Exemple de référentiels galiléens : fiche élève 1 Dans le référentiel terrestre, le principe d'inertie est vérifié : le référentiel terrestre est considéré comme galiléen pour des expériences dont la durée n'excède pas quelques minutes. (question élève : Pourquoi une notion de durée?) Rq : un référentiel terrestre est définit par tout solide lié à la terre.

1 Classe de 1èreS Physique

Chapitre 4

Le référentiel géocentrique est un référentiel galiléen pour l'étude des mouvements dont la durée n'excède pas quelques heures. Le référentiel héliocentrique est un référentiel galiléen. (Etude des planètes le montre)

Fig 1

Fig 2

Exemples de référentiels non galiléens : Posons un mobile autoporteur à coussin d'air sur une table horizontale etplacée sur un chariot. Si nous secouons la table au cours de l'enregistrement, le mouvement n'est plus rectiligne uniforme. Le principe d'inertie n'est plus vérifié. Le référentiel de la table en mouvement quelconque par rapport au référentiel terrestre n'est donc pas galiléen. Application :
fiche élève 2

Le dessin humoristique ci-contre est-il réaliste et conforme aux lois de la physique ? Lestartes placées initialement sur leur support sont soumises à l'action du support et à leur poids : ces deux forces se compensent. Dans le référentiel galiléen de la route, les centres d'inertie sont animés d'un mouvement rectiligne uniforme (première loi de Newton). Lorsque le véhicule s'arrête sous l'effet du choc, les tartes doivent continuer en ligne droite sur leur lancée et donc êtreprécipitées vers l'avant et non projetées vers l'arrière comme sur le dessin. Exercices n°13, 14, 19 et 24 p 74

DANS TOUT PROBLEME DE MECANIQUE, ON COMMENCERA PAR DONNER LE REFERENTIEL DE TRAVAIL, LE SYSTEME ETUDIE ET LE BILAN DES FORCES EXTERIEURES S’EXERÇANT SUR LE SYSTEME.

2

Classe de 1èreS Physique II La deuxième loi de Newton :

Chapitre 4

1) Le solide non pseudo isolé, exemple de lachute libre : Expérience :
fiche élève 3

On a représenté ici la chronophotographie d’une chute libre. Les positions sont relevées toutes les 33 ms. Les positions relatives du centre d’inertie G de la bille sont alignées mais pas équidistantes. Donc son vecteur vitesse garde le même sens, la même direction, mais a à chaque r instant une valeur différente : vG ≠ cte L’expérience étant faite...
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