Le
PRINCIPE de l'INERTIE
I-Relativité
du mouvement
a-Mouvement par rapport à un solide
Ex1:
le TGV
Un
TGV se déplace à 300km/h dans la campagne. Un observateur
terrestre voit les passagers se déplacer suivant un droite de
300km/h. dans le TGV, un passager est immobile par rapport au wagon
et, par rapport au wagon, sa vitesse est nulle.
Ex2:
la boule de tennis.
Un
cycliste se déplace sur une route rectiligne avec une vitesse
constante. tendant le bras sur le côté, il lâche une balle de
tennis.
-Par rapport au cycliste, la trajectoire est rectiligne et
verticale.
-Par
rapport à un observateur terrestre, la trajectoire de la boule est
une portion de parabole verticale
Un objet peut être à l'état de
repos pour un observateur et en mouvement pour un observateur
La
trajectoire d'un corps qui tombe n'est pas le même pour tous les
observateurs
Décrire un mouvement n'a de sens que si
l'on précise par rapport à quel solide ce mouvement est considéré.
b-Le référentiel
Un référentiel est un solide par
rapport auquel on choisit de décrire le mouvement d'un corps.
L'ensemble des objets de référence
fixes par rapport à la Terre constitue le référentiel
terrestre.
Le référentiel "Terre" ou référentiel
terrestre permet l'étude des mouvements effectués au voisinage
immédiat de la Terre
Ex1:
le TGV
Pour
l'observateur terrestre, le référentiel est la Terre. pour le
passager, le référentiel est le wagon
Ex2:
la balle de tennis.
Pour
le cycliste, le référentiel est lui-même ou la bicyclette. Pour
l'observateur terrestre, le référentiel est la terre
II-Effet
d'une Force sur le mouvement
a-Différentes
modifications du mouvement
Une force qui s'exerce sur un corps
modifie:
- soit la valeur de sa vitesse
- soit la forme de sa trajectoire
- soit les deux à la fois.
b-Représentation d'une
force
Une
force est représenté par:
*Un
vecteur force ayant pour caractéristiques:
-une
direction représentée par la droite support du
vecteur force
-un
sens repéré par la flèche du vecteur;
-une
valeur F exprimée en newtons (N)
*un
point d'application A.
c-Influence de la masse
du corps
Rem:
Distinguer le poids et le masse. Le poids d'un objet varie selon le
lieu où il se trouve. Sa masse est invariable.
La
masse, notée m, se mesure avec une balance et s'exprime en
kilogramme (symbole: kg)
Le
poids d'un objet représente la force d'attraction que la Terre
exerce sur lui. (Le poids de l'objet en question sera donc
différent sur la Lune où la force d'attraction est moins
importante). La valeur du poids, notée P, se mesure avec un
dynamomètre et s'exprime en newtons (symbole: N)
Les forces agissant
sur un chariot de supermarché, pour le mettre en mouvement ou lui
faire prendre un virage, sont très différentes suivant que le
chariot est vide ou rempli de victuailles.
L'effet d'une force de valeur donnée
sur le mouvement d'un corps est d'autant plus faible que la masse du
corps est plus grande.
Les modifications d'un mouvement par
une force dépendent en partie
de la masse du corps.
III-Le
Principe de l'inertie
a-Le corps est immobile
Un
mobile à coussin d'air est posé sur une table parfaitement plane
et horizontale.
Il
est soumis à deux forces: son poids
et l'action du
coussin d'air sur la semelle du mobile modélisée par la force .
Etant immobile par rapport au référentiel terrestre, sa situation
est identique à celle qu'il aurait s'il n'était soumis à aucune
force. on dit que les deux forces
et se compensent.
Deux forces qui se compensent ont
même droite support, même valeur mais des sens opposés.
b-Le est en mouvement
rectiligne uniforme
Le
fait que le mobile se déplace ne modifie pas les forces
et . Les deux forces ont toujours même droite
support, même valeur mais des sens opposés. les traces laissés
sur le papier enregistreur lors du mouvement du mobile montrent
qu'il possède un mouvement rectiligne uniforme.
Il est équivalent de
dire: "un corps est soumis à des forces qui se compensent" et
"un corps n'est soumis à aucune force"
c-Enoncé du principe de
l'inertie au voisinage de la terre
Le
mobile est étudiée par rapport au référentiel terrestre et il
est soumis à des forces qui se compensent. Deux cas se présentent:
-si
le mobile est immobile, il reste immobile;
-si
le mobile se déplace, son mouvement est rectiligne uniforme.
Tout corps demeure au
repos ou en mouvement rectiligne uniforme par rapport au référentiel
terrestre si les forces qu'il subit se compensent.
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