Exploitation des lois de Newton 1 Lois de Newton 2 Application ...

Chap. 6 Exploitation des lois de Newton Term. S1 Lois de NewtonPour aborder un problème de mécanique, il faut :– choisir un référentiel (+ repère et horloge).– définir le système d’étude.– lister les forces extérieures appliquées au système.– appliquer la 2ème loi de Newton.1. 1ère loi de Newton ou principe d’inertie : (Rappeler d’abord l’énoncé vu en 2nde) sila résultante des forces extérieures appliquées au système est nulle, alors laquantité de mouvement du centre d’inertie du système est conservée : MRUou immobile. (cf chap. précédent).∑⃗Fext =⃗0 ⇐⇒ ⃗p G = −−→ csteRemarque très importante : ce principe est valable seulement dans un référentielde type galiléen .– le référentiel héliocentrique est galiléen pour l’étude du mouvement des planètes.– le référentiel géocentrique est galiléen pour l’étude du mouvement des satellitesterrestres.– le référentiel terrestre est galiléen pour l’étude des mouvements à la surfaceterrestre.2. 2ème loi de Newton ou principe fondamental de la dynamique : dans unréférentiel galiléen, la résultante des forces extérieures appliquées au systèmeest égale à la dérivée du vecteur quantité de mouvement :∑⃗Fext = d⃗pdtRemarque : cette loi contient le principe d’inertie.Si la masse est constante, on peut écrire (G centre d’inertie) :∑⃗Fext = dm⃗v Gdt= m⃗a G3. 3ème loi de Newton ou loi des actions réciproques : La force exercée parun corps A sur un corps B est opposée à celle exercée par B sur A :⃗F A/B = − ⃗ F B/A2 Application : mouvement dans un champ uniformeRappeler un peu la notion de champ vue en 1ère S : champ pesanteur, champmagnétique, champ électrique.2012-2013 Partie 2 :Lois et Modèles1/ 2

Chap. 6 Exploitation des lois de Newton Term. S2.1 Chute libre dans le champ de pesanteurIl faudrait faire (ou au moins exploiter) un film de chute parabolique.On étudie dans le référentiel terrestre galiléen, le mouvement de chute libre d’unsystème de centre d’inertie G.En physique, chute « libre » signifie que le poids ⃗ P = m⃗g est la seule force à prendreen considération.La 2ème loi de Newton donne∑⃗Fext = ⃗ P = m⃗g = d⃗pdt = m⃗a G⇒ ⃗a G =⃗gLe mouvement de chute libre est un mouvement uniformément varié.1. Cas de la chute libre sans vitesse initiale.2. Cas de la chute libre avec vitesse initiale. Traiter ces 2 cas complètement jusqu’àl’équation de la trajectoire (+ schéma et commentaires).On peut dire un mot de ce qui se passe s’il y a des frottements, mais ce n’estpas explicite dans le programme.2.2 Particule chargée dans un champ électriqueMonter la déviation d’un faisceau d’électron entre plaques condensateur.On étudie dans le référentiel terrestre galiléen, le mouvement d’une particule decharge q dans un champ électrique uniforme ⃗ E (entre les plaques d’un condensateurpar exemple).La force électrostatique ⃗ F e = q ⃗ E est la seule force à prendre en considération si lepoids de la particule est négligeable.La 2ème loi de Newton donne∑⃗Fext = q ⃗ E = m⃗a⇒ ⃗a = q⃗ EmCe mouvement est aussi un mouvement uniformément varié.1. Vitesse initiale dans la direction du champ.2. Vitesse initiale avec un angle α par rapport à la direction du champ. Traiterces 2 cas en exercice (ou en classe en fonction du temps) jusqu’à l’équation dela trajectoire (+ schéma et commentaires).Remarque : le mouvement dépend du signe de la charge (+ ou -).2012-2013 Partie 2 :Lois et Modèles2/ 2