Système: Relation Force-Vitesse

Mouvement d'un Système et la Deuxième Loi de Newton (Approximation)

Cette capsule explore le lien entre la résultante des forces et le vecteur variation de vitesse d'un système en mouvement.

Vecteur Variation de Vitesse ()

• Définition: Différence entre le vecteur vitesse au point () et au point ().

• Calculée entre deux instants voisins.

• Formule:

Cas de Mouvements et

Le vecteur vitesse ne varie pas. Rectiligne Accéléré

• Direction constante

• Sens constant

• Valeur augmente

• n'est pas constant

Dans le sens du mouvement. Rectiligne Décéléré (Ralenti)

• Direction constante

• Sens constant

• Valeur diminue

• n'est pas constant

Opposé au sens du mouvement. Circulaire Uniforme

• Direction change continuellement

• Valeur constante

• n'est pas constant (car la direction change)

Même si la valeur de la vitesse est constante, le vecteur ne l'est pas.

ATTENTION:

• Vecteur n'est pas Valeur.

• Une valeur constante de vitesse n'implique pas un vecteur vitesse constant si la direction change.

Force Résultante ()

• Définition: La somme vectorielle de toutes les forces appliquées au système.

• Notation: ou .

• Exemple: Pour un pendule, (Tension + Poids).

• Construction graphique: Porter les vecteurs forces bout à bout pour obtenir le vecteur résultant.

Lien entre Force et Variation de Vitesse

Le lien existe entre la force et la variation de la vitesse, pas la vitesse elle-même.

Deuxième Loi de Newton (Version Approchée - 1ère Spé)

• Contexte: Dans un référentiel Galiléen.

• Relation: La somme des forces appliquées à un système de masse est liée au vecteur variation de vitesse () du système par la formule approchée:

• Unités:

  • : Newtons (N)

  • : kilogrammes (kg)

  • : mètres par seconde (m/s)

  • : secondes (s)

• Homogénéité: 1 Newton = .

Conséquences de la Relation Approchée

1. Colinéarité et Sens: Le vecteur variation de vitesse () et le vecteur force résultante () sont colinéaires et de même sens.

2. Prédiction bidirectionnelle:

   • Si on connaît le mouvement Informations sur .

   • Si on connaît Informations sur le mouvement.

3. Influence de la Masse: Pour une même force appliquée, la variation de vitesse est inversement proportionnelle à la masse.

   • Plus la masse est petite, plus est grande.

   • Exemple: Plus facile de bouger un caddie léger qu'un lourd.

À Retenir (Cheatsheet)

• Construire à partir d'une chronophotographie (pratique).

• Utiliser la relation pour:

  • Estimer si