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jeudi 21 septembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Mecanique
  -  _ (Anciens programmes)  -  Physique

Modèle 1: Modèle de la mécanique de 2nde et de 1ereS

 

Il s’agit d’un rappel de modèles introduits en 2nde et 1ère S, qui vont être utilisés et complétés cette année.
I- Mouvement d’un point du solide (déformable ou non)
1- Référentiel
Un référentiel est un objet qui permet de repérer les positions successives d'un point d'un solide dont on étudie le mouvement.
Choix du référentiel : on choisit le référentiel le plus adapté au mouvement que l'on souhaite décrire.
Lorsque l'on décrit le mouvement d'un objet (ou d'un point qui le représente), il faut indiquer le référentiel choisi.

2- Trajectoire d'un point d’un solide
La trajectoire d'un point du solide est l’ensemble des positions occupées par le point au cours de son mouvement.
3- Vecteur vitesse d'un point d’un solide
La vitesse instantanée d'un point d'un solide situé en M à un instant t est représentée par un vecteur.
Ce vecteur a les caractéristiques suivantes :
- une origine : le point M
- une direction : celle de la tangente à la trajectoire en cette position M ;
- un sens : celui du mouvement ;
- une valeur : celle de la vitesse moyenne entre A et B, deux positions très proches de M. Elle s’exprime en m.s-1 (m/s).
- Pour représenter la vitesse en M à l'instant t, on représente le vecteur vitesse à partir du point M.    
4- Caractérisation du mouvement d'un point du solide
- Le mouvement du point est rectiligne quand la trajectoire est une droite : son vecteur vitesse garde la même direction.
- Le mouvement du point est circulaire quand sa trajectoire est un cercle ou une portion de cercle.
- Le mouvement du point est uniforme quand la valeur de sa vitesse ne change pas.
- Le mouvement du point est rectiligne uniforme quand sa trajectoire est une ligne droite et que sa vitesse est constante : son vecteur vitesse est constant.
5- Centre d'inertie d'un solide (on se limite aux solides indéformables)
Considérons un solide soumis à la seule action de la Terre : il existe un point dont le mouvement par rapport à la Terre est plus simple que celui des autres points. On l'appelle le centre d’inertie de l’objet.
On admet que ce point est confondu avec le centre de gravité du solide.

II- Interactions et forces
Quand un système A agit sur un système B, simultanément B agit sur A ; on dit que A et B sont en interaction. L'action de A sur B est notée A/B et l'action de B sur A est notée B/A.
Cet énoncé est applicable dans toutes les situations, c'est-à-dire quand les systèmes sont au repos et aussi quand ils sont en mouvement.
1- Force
Quand un système X est en interaction avec un système A, on appelle force exercée par A sur X l'action de A sur X.
Pour représenter une force, on représente souvent le système sur lequel elle s’exerce par son centre d’inertie auquel on attribue la masse du système.
On fait figurer ensuite la force exercée par A sur X par le représentant d’un vecteur accompagné du symbole ci-contre et dont les caractéristiques sont les suivantes :
          Son origine est le point représentant le système.
          Sa direction et son sens sont ceux de la force.
          Sa longueur est proportionnelle à l’intensité de la force

2- Somme des forces
Cette force unique s’appelle somme des forces.

L’ensemble des forces exercées par différents systèmes sur le système X est équivalent à une force unique qui s’exerce sur le centre d’inertie G du système X.

Le vecteur qui représente cette force unique est la somme des vecteurs représentant chacune des forces. L’origine de ce vecteur est le point représentant le système X.


III- Lois de Newton vues en 1ère
1- Principe d’inertie ou première loi de Newton
Dans certains référentiels, appelés référentiels galiléens, la vitesse  du centre d’inertie d’un système est constante si et seulement si la somme des forces  qui s’exercent sur le système est nulle.
Pour la plupart des situations que nous étudierons, la Terre pourra être considérée comme un référentiel galiléen.

2- Relation de la dynamique ou deuxième loi de Newton
Lorsque le mouvement d’un système est étudié dans un référentiel galiléen :
La variation de la vitesse du centre d’inertie , déterminée sur un intervalle de temps de faible durée, et la somme des forces  qui s’exercent sur le système pendant cet intervalle sont colinéaires et de même sens.
3- Principe des actions réciproques ou troisième loi de Newton
Quand deux systèmes A et X sont en interaction, la force exercée par A sur X et la force exercée par X sur A sont opposées :
          ces deux forces ont la même direction
          ces deux forces sont de sens contraire
          ces deux forces ont la même intensité.
Les vecteurs représentant ces deux forces sont sur la même droite.
L’interaction entre A et X est modélisée par ces deux forces.