physique chimie cléo

Thème : Mouvement et interactions

1. Le concept de Force

• Une force modélise une action mécanique exercée par un système (acteur) sur un autre (receveur).
• Elle peut mettre en mouvement ou modifier le mouvement (trajectoire, vitesse, ou les deux) d'un objet.
• On distingue :
  • les actions à distance (gravitation, magnétique) des actions de contact (pression, frottements).
  • les actions localisées (en un point) des actions réparties (sur une surface).

2. Caractéristiques et représentation d'une Force

• Toute force est caractérisée par :
  1. Sa direction (droite d'action).
  2. Son sens (celui du mouvement induit si seule).
  3. Son point d'application (sur le receveur).
  4. Sa valeur (intensité), exprimée en Newton (N) et mesurée avec un dynamomètre.
• Représentation vectorielle : Une force est un vecteur avec :
  • Même direction et sens que la force.
  • Origine au point d'application.
  • Longueur proportionnelle à la valeur (nécessite une échelle).

3. Principle des Actions Réciproques (3ème loi de Newton)

• Lorsque deux systèmes A et B interagissent, ils exercent l'un sur l'autre des forces opposées.
• Formulation vectorielle : .
• Ces forces ont la même direction, des sens opposés et la même valeur ().

4. Interaction Gravitationnelle

• Selon la loi de la gravitation universelle, deux objets de masses et exercent des forces attractives à distance.
• Formulation vectorielle : .
• Caractéristiques de ces forces :
  • Direction : la droite reliant leurs centres (AB).
  • Valeur (intensité) :
    • G : constante de gravitation ().
    • d : distance entre les centres (en mètres).
  • Sens : opposés (attractifs).
  • Points d'application : s'applique en B (dirigée vers A), s'applique en A (dirigée vers B).

5. Le Poids

• Le poids () est la force d'interaction gravitationnelle exercée par un astre sur un objet à sa surface (aussi appelée force de pesanteur ou de gravité).
• Représentation :
  • Vecteur , vertical, vers le bas.
  • Origine : centre d'inertie G de l'objet.
  • Valeur :
    • P en Newton (N).
    • m (masse) en kilogramme (kg).
    • g (intensité de pesanteur) en .
    • Sur Terre, .
• Lien entre et : En assimilant le poids à la force de gravitation, on déduit: .

6. Principe d'Inertie (1ère loi de Newton)

• Dans un référentiel galiléen :
  • Un système est au repos ou en mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent.
  • Cela signifie que son vecteur vitesse () est constant.
  • La somme vectorielle des forces est nulle : .
  • Équivalence : .

7. Contraposée du Principe d'Inertie

• Dans un référentiel galiléen :
  • Si un système n'est ni au repos, ni en mouvement rectiligne uniforme, alors les forces ne se compensent pas.
  • Cela signifie que son vecteur vitesse () varie.
  • La somme vectorielle des forces n'est pas nulle : .
  • Équivalence : .

8. La Chute Libre

• Un système est en chute libre s'il n'est soumis qu'à son poids.
• Elle n'existe que dans le vide ou si les actions de l'air (frottements, poussée d'Archimède) sont négligeables.
• Conséquence : Les forces ne se compensent pas (il n'y a qu'une seule force). La vitesse du système varie au cours du temps.