Chapitre 7 Terminale S
Les lois de Newton Appliquer la réciproque d'un principe d'inertie Physique-Chimie
pour conclure sur un bilan des forces




SITUATION
Le principe d'inertie (ou première loi de Newton) permet de déduire la nature du mouvement d'un système à partir du bilan
des forces extérieures.



→
Un mobile est tracté sur un plan incliné par une corde selon une force T . Faire le bilan des forces et déterminer si le système
est isolé ou pseudo-isolé pour connaître la nature du mouvement.




ETAPE 1

Faire le bilan des forces
On effectue le bilan des forces extérieures qui s'appliquent sur le système étudié.

APPLICATION


→
Pour le système étudié, il y a trois forces en présence :
Le poids P
→R
→T
La réaction normale du support
La force de traction




ETAPE 2

Déterminer si le système est isolé
On détermine d'après le bilan des forces si le système est isolé ou non :
Si le bilan des forces est nul, le système est isolé.
Si le bilan des forces n'est pas nul, le système n'est pas isolé.

APPLICATION
Le bilan des forces n'est pas nul, le système n'est pas isolé.




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Les lois de Newton Appliquer la réciproque d'un principe d'inertie Physique-Chimie
pour conclure sur un bilan des forces



ETAPE 3

Faire la somme vectorielle des forces
Dans le cas où le bilan des forces n'est pas nul, on effectue la somme vectorielle de toutes les forces répertoriées
composante par composante.

APPLICATION
On effectue la somme vectorielle des trois forces en présence :




→
La somme des trois vecteurs donne le vecteur nul : 0



ETAPE 4

Déterminer si le système est pseudo-isolé
On détermine à partir de la somme vectorielle des forces si le système est pseudo-isolé :
Si la somme est nulle, le système est pseudo-isolé.
Si la somme n'est pas nulle, le système n'est pas pseudo-isolé.

APPLICATION
La somme des vecteurs est nulle, donc le système est pseudo-isolé.




ETAPE 5

Rappeler le principe d'inertie
On rappelle le principe d'inertie : un système isolé ou pseudo-isolé initialement au repos ou en mouvement rectiligne
uniforme demeure dans son état.

APPLICATION
D'après le principe d'inertie, si un point matériel n'est soumis à aucune force ou s'il est soumis à des forces extérieures
qui se compensent, alors il est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme.




ETAPE 6

Conclure sur la possible nature du mouvement
On conclut sur la possible nature du mouvement du système :
Si le système est isolé ou pseudo-isolé, alors il a un mouvement rectiligne uniforme ou il est immobile.
Si le système n'est ni isolé, ni pseudo-isolé, alors il peut avoir un mouvement autre que rectiligne uniforme.

APPLICATION
Compte tenu du principe d'inertie et du fait que le système soit tracté, le mobile est en mouvement rectiligne uniforme.




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Les lois de Newton Appliquer la seconde loi de Newton Physique-Chimie




SITUATION
La seconde loi de Newton est la loi la plus importante de la mécanique classique. Lorsqu'un système est soumis à des
actions mécaniques extérieures, l'application de la seconde loi de Newton permet de prévoir le mouvement de ce système
au cours du temps.



Un mobile de masse m descend le long d'une pente inclinée d'angle α selon le schéma suivant :




→R la réaction normale du support
Avec :

→P le poids
→f les forces de frottement
−−−−→
À l'aide de la seconde loi de Newton, déterminer les coordonnées du vecteur accélération aM (t) .



ETAPE 1

Dé nir le système étudié
On dé nit le système mécanique que l'on étudie.

APPLICATION
Le système mécanique étudié est le mobile de masse m.




ETAPE 2

Dé nir le référentiel d'étude, supposé galiléen, dans lequel on se place
On rappelle le référentiel d'étude choisi pour étudier le mouvement du système (référentiel attaché au laboratoire, référentiel
terrestre, référentiel géocentrique ou référentiel héliocentrique). On précise que le référentiel est supposé galiléen.

APPLICATION
Le référentiel d'étude choisi pour étudier le mouvement de ce mobile est le référentiel attaché au laboratoire, supposé
galiléen, dont les axes sont(O,x,y) .




ETAPE 3

Faire le bilan des forces
On effectue le bilan des forces extérieures qui agissent sur le système.

APPLICATION


→
Les forces extérieures qui agissent sur le mobile sont :
Le poids P
→R
→
La réaction normale du support
Les forces de frottements f



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Les lois de Newton Appliquer la seconde loi de Newton Physique-Chimie




ETAPE 4

Rappeler la deuxième loi de Newton
On rappelle la deuxième loi de Newton : dans un référentiel galiléen, la variation temporelle de la quantité de mouvement est

−→ −−→ −→
égale à la somme des forces extérieures qui s'appliquent sur le système :
− dp(t)
m × a(t) = dt = ∑ Fi
i
APPLICATION
D'après la seconde loi de Newton, dans un référentiel galiléen, la variation temporelle de la quantité de mouvement est

−−→
égale à la somme des forces extérieures qui s'appliquent sur le système :

m × −a(t)
−→ = dp(t) = −F→i
dt ∑i

ETAPE 5

Appliquer la deuxième loi de Newton au système étudié
On applique la deuxième loi de Newton au système étudié.

APPLICATION



→ −−→
...