étude mécanique
- Définir le système étudié de masse m : {....}
- Définir le référentiel d’étude (objet par rapport auquel on étudie le mouvement du système) ; il doit être galiléen.
- A partir d’un schéma, faire l’inventaire des forces qui s’exercent sur le système.
- Selon la situation décrite, appliquer une loi de Newton (cf. ci-dessous).
- Projeter la relation vectorielle obtenue sur des axes orientés orthogonaux bien choisis. ne pas hésiter à multiplier les schémas !
forces usuelles
Une force modélise une action exercée par un objet sur le système étudié. Cette action peut être répartie ou ponctuelle, agir à distance ou par contact.
Elle est représentée par un vecteur. Sa valeur s’exprime en newtons (N)
Elle est représentée par un vecteur. Sa valeur s’exprime en newtons (N)
force gravitationnelle
La force gravitationnelle, toujours attractive, est la force exercée par un corps A de masse mA (kg), sur un corps B, de masse mB (kg), tous deux à répartition sphérique de masse.
Le poids P = mg d’un objet de masse m (kg) est la force gravitationnelle qu’il subit de la part de la Terre.
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force électrique
La force électrique, appelée force de Coulomb, modélise l’interaction entre deux objets portant des charges électriques qA et qB, exprimées en coulombs (C)
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Une charge q (C) subit une force
Fe = |q| x E = |q| x U / d si elle est placée entre deux plaques chargées, distantes de d (m) et soumises à une tension U (V) et exerçant un champ E (C/N) |
forces de contact entre solides
La force de contact exercée par un solide sur un système est appelée réaction du support et notée R. Elle est décomposée comme la somme de deux réactions :
- la réaction normale traduit le fait que les solides ne s'interpénètrent pas. - la réaction tangentielle = force de frottement solide, qui traduit la résistance du support au mouvement du système. |
forces exercées par les fluides
la poussée d'Archimède est verticale, orientée vers le haut, souvent négligée pour les objets lourds dans l’air. Son intensité est égale au poids de fluide déplacé.
La force de frottement fluide traduit la résistance du fluide au mouvement du système. Elle est opposée au sens du mouvement du système dans le fluide, nulle si le système est immobile dans le référentiel du fluide.
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2 lois de Newton
l'essentiel
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3 loi de conservation de la quantité de mouvement, propulsion
programme
Conservation de la quantité de mouvement d'un système isolé :
Définir le vecteur quantité de mouvement d'un point matériel. Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour interpréter un mode de propulsion par réaction à l'aide d'un bilan qualitatif de quantité de mouvement.
Définir le vecteur quantité de mouvement d'un point matériel. Mettre en œuvre une démarche expérimentale pour interpréter un mode de propulsion par réaction à l'aide d'un bilan qualitatif de quantité de mouvement.
l'essentiel
Pour un système isolé, la quantité de mouvement se conserve. Cette loi permet d’étudier le cas d’un système isolé (pas d’échange de matière avec l’extérieur : la masse totale reste constante) constitué de plusieurs corps, qu’ils soient déformables ou pas.
Application à la propulsion par réaction :
Pour un système isolé (on néglige les forces extérieures) la conservation de la quantité de mouvement impose : Si le système est initialement au repos les vecteurs vitesse de l’avion et des gaz sont de sens opposé. On dit qu’il y a propulsion par réaction. Les intensités des vitesses seront inversement proportionnelles aux masses des deux parties. Force de poussée : F = p(gaz) / Δt |