physique chimie cléo

20 cartes

Caractéristiques et représentation des forces en mécanique.

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Question

Quand un système est-il en chute libre ?

Réponse

Un système est en chute libre lorsqu'il n'est soumis qu'à son poids.

Question

Dans quelles conditions une chute libre peut-elle exister ?

Réponse

Une chute libre existe dans le vide ou quand l'action de l'air est négligeable.

Question

Comment une force modélise-t-elle une action mécanique ?

Réponse

Une force modélise une action mécanique : l'action d'un système sur un autre.

Question

En quelle unité s'exprime la valeur d'une force ?

Réponse

La valeur d'une force s'exprime en Newton (symbole N).

Question

Comment la valeur de la force gravitationnelle est-elle calculée ?

Réponse

La force gravitationnelle est calculée par la loi de gravitation universelle :

F = G \times \frac{m_A \times m_B}{d^2}

Question

Comment le poids d'un objet est-il défini à la surface d'un astre ?

Réponse

Le poids est la force d'interaction gravitationnelle exercée par un astre sur un objet (

P = m \times g

Question

Comment distinguer les actions à distance des actions de contact ?

Réponse

Les actions à distance agissent sans contact (ex: gravitation), celles de contact nécessitent un contact physique (ex: frottements).

Question

Par quoi une force est-elle représentée graphiquement ?

Réponse

Une force est représentée graphiquement par un **vecteur** indiquant sa direction, son sens, son point d'application et sa valeur.

Question

Quelle est la valeur de g à la surface de la Terre ?

Réponse

À la surface de la Terre, g vaut 9,81 N.kg^-1.

Question

Qu'est-ce qu'un référentiel galiléen ?

Réponse

Un référentiel galiléen est un système où un objet immobile ou en mouvement rectiligne uniforme subit des forces qui se compensent.

Question

Quelle est la relation entre les forces d'action et de réaction entre deux systèmes A et B ?

Réponse

Les forces d'action et de réaction sont opposées, de même direction, et de même valeur.

Question

Quelle est la loi de l'interaction gravitationnelle ?

Réponse

La loi de gravitation universelle stipule que des corps de masses

m_A

m_B

s'attirent avec une force

F = G \frac{m_A m_B}{d^2}

Question

Pourquoi la vitesse d'un système en chute libre varie-t-elle ?

Réponse

La vitesse d'un système en chute libre varie car son poids n'est pas compensé par d'autres forces.

Question

Quelles sont les quatre caractéristiques d'une force ?

Réponse

Elle a une direction, un sens, un point d'application et une valeur (intensité).

Question

Quelle est la formule du poids d'un objet ?

Réponse

La formule du poids est

P = m \times g

Question

Que se passe-t-il si les forces appliquées à un système ne se compensent pas dans un référentiel galiléen ?

Réponse

Le système est soumis à une accélération ; son vecteur vitesse n'est pas constant.

Question

Comment la direction d'une force est-elle définie ?

Réponse

La direction d'une force est la droite sur laquelle elle agit.

Question

Que représente la longueur du vecteur force ?

Réponse

La longueur du vecteur force représente sa valeur, aussi appelée intensité, exprimée en Newtons.

Question

Comment l'intensité de pesanteur g est-elle liée à la masse et au rayon de l'astre ?

Réponse

L'intensité de pesanteur

g

est proportionnelle à la masse

M_A

de l'astre et inversement proportionnelle au carré de son rayon

R_A

. Formule:

g = G \times \frac{M_A}{R_A^2}

Question

Quand le vecteur vitesse d'un système ne varie-t-il pas dans un référentiel galiléen ?

Réponse

Dans un référentiel galiléen, le vecteur vitesse d'un système ne varie pas si les forces qui s'appliquent sur lui se compensent.

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.

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