De le gravitation à l'énergie mécanique - physique-chimie 3e

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PARTIE 2 : De la gravitation à l’énergie mécanique Chapitre 0 : Notion de force et d’interaction mécanique (hors-programme) I. Référentiel Question 1 : pour la vache, le voyageur A est-il en mouvement ou immobile ? Question 2 : la vache est-elle immobile ? Réponse : la question est incomplète !! Par rapport au sol, elle est immobile. Mais par rapport au voyageur, elle est en mouvement. On constate donc que pour étudier un mouvement, il faut d’abord préciser l’objet par rapport auquel on étudie ce mouvement. Cet objet est appelé le référentiel (qui peut être aussi un ensemble d’objets immobiles les uns par rapport aux autres). Retour sur la question 2 : si le référentiel est le sol, on peut dire que la vache est immobile. Mais si le référentiel est le train, alors la vache est en mouvement par rapport au train. II. Différents mouvements Lorsqu’un objet se déplace en ligne droite et à vitesse constante, on dit que son mouvement est rectiligne et uniforme. Lorsque sa vitesse augmente, on dit que le mouvement est accéléré. SI sa vitesse diminue, on dit que le mouvement est décéléré ou ralenti. Si l’objet décrit un cercle, on dit que le mouvement est circulaire. Et si sa vitesse est constante, on dit que le mouvement est circulaire et uniforme. III. Action mécanique Lorsqu’un objet est au repos (sur une table), pour le mettre en mouvement ou le déformer, il faut agir dessus. Et lorsque l’objet en mouvement, on peut modifier sa trajectoire et/ou sa vitesse.
Publié le : jeudi 16 janvier 2014
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PARTIE 2 : De la gravitationà l’énergie mécanique
Chapitre 0 :Notion de force et d’interaction mécanique (hors-programme)
I.itleRféréne
Question 1: pour la vache, le voyageur A est-il en mouvement ou immobile ?
Question 2: la vache est-elle immobile ?
Réponse: la question est incomplète !! Par rapport au sol, elle est immobile. Mais par rapport au voyageur, elle est en mouvement.
On constate donc que pour étudier un mouvement, il faut d’ abord préciser l’ objet par rapport auquel on étudie ce mouvement. Cet objet est appelé le référentiel(qui peut être aussi un ensemble d’ objets immobiles les uns par rapport aux autres).
Retour sur la question 2 : si le référentiel est le sol, on peut dire que la vache est immobile. Mais si le référentiel est le train, alors la vache est en mouvement par rapport au train.
II.Différents mouvements
Lorsqu’ un objet se déplace en ligne droite et à vitesse constante, on dit que son mouvement est rectiligne et uniforme.
Lorsque sa vitesse augmente, on dit que le mouvement est accéléré. SI sa vitesse diminue, on dit que le mouvement est décéléré ou ralenti.
Si l’ objet décrit un cercle, on dit que le mouvement est circulaire. Et si sa vitesse est constante, on dit que le mouvement est circulaire et uniforme.
III.Action mécanique
Lorsqu’ un objet est au repos (sur une table),pour le mettre en mouvement ou le déformer, il fautagirdessus.Et lorsque l’ objet en mouvement, on peutmodifiersa trajectoire et/ou sa vitesse.
Lorsque l’ on modifie ainsi le mouvement d’ un objet, on dit qu’ il subitune action mécaniquede la part d’ un autre objet qu’ on appelle l’ acteur.
Pour représenter une action mécanique, on utilise le modèle dela force.
IV.Modèle de l’ action mécanique: la force
Une force est représentée par un vecteur dont les caractéristiques sont les suivantes :
----
Un point d’ application: là où agit la force Une direction horizontale, oblique, … droite d’ application de la force (verticale, ): laUne flèche sens d’ application de la force: leUne longueur inten: l’sité de la force
Une force se mesure en Newton (symbole : N)
Film : « Action mécanique et force »
Résumé du film :
omoins une force appelé poids (chapitre II).Sur Terre, tout objet subit au
Exemples :
oo
Si un objet estimmobile, alors on subit forcément unensemble de forces qui se compensent(qui s’ annulent). Ainsi, l’ action mécanique résultante de l’ ensemble de ces forces est nulle et l’objet ne bouge pas. Dès qu’ un objet agit sur un autre, alors l’ autre objet agit également sur le premier. Cela s’ appelleune interaction(exemple: l’ archer qui maintient son arc tendu).
Aimant 1
Aimant 2
Important à comprendre : Si une interaction existe entre deux objets (ou plus), chacun subit une ou plusieurs forces de la part de l’ autre (ou des autres)(c’ est le principe de l’ action réciproque).
Chapitre 1 : La gravitation
I.Le système solaire: preuve de l’ existence de la gravitation
Activité du manuel page 12-13
Question: Les planètes sont en mouvement autour du soleil. Pourquoi tournent-elles ainsi autour du soleil ? Pourquoi ne s’ en vont-elles pas ?
Exemple la masse ne s’ éloigne Pourquoi tourner une masse au bout d’ un fil.: Faire-t-elle pas ?
Elle est retenue par le fil qui est lui- Si cette personne lâche le fil, la masse s’ en va.même maintenu par une personne.Donc le fil exerce une force d’ attraction sur la masse.Retour sur le système solaire : y a-t-il un fil pour maintenir les planètes en orbite autour du Soleil ? Ce fil s’ appelle la gravitation. C’ est une interaction qui existe entre tous les corps de l’ univers (entre galaxies, entre étoiles, entre une étoile et une planète, entre une planète et un satellite et entre une planète et les objets qui se trouvent proche de sa surface comme les êtres humains). Comparaisons entre le mouvement de la fronde et celui d’ une planète autour du Soleil.
Points communs:
Différences:
planète
- mouvements circulaires
- la force qui provoque ce mouvement est dirigée vers le centre du cercle est donc une action: c’ attractive - la gravitation agit sans support: il n’ y a pas besoin de fil d’ attache
- le fil agit en un point (force de contact) alors que la gravitation agit à distance sur l’ ensemble de la
Conclusion : La gravitation est une interaction attractive entre tous les objets qui ont une masse. Son intensité dépend dela masse des objetset ausside la distanceentre les objets.
Question de compréhension : La Terre attire-t-elle le Soleil.
Exercices : 1 et 4 page 19 (cours)
Une preuve de l’ existence de la gravitation, c’ est-à-dire l’ interaction attractive entre des masses 18 expérience de Cavendish (scientifique anglais du: L’ièmesiècle) :htwww//:pt-sialap. decouverte.fr/index.php?id=816
II.Manifestation de la gravitation autour de la Terre : la chute des corps
Activité page 14 action attractive de la Terre: l’Conclusion : La Terre exerce une action attractive , la gravitation, sur tous les objets qui en sont proches. Les satellites dont la Lune (unique satellite naturel de la Terre) gravitent autour de la Terre en décrivant des trajectoires circulairessous l’ effet de cette attraction. Sans la gravitation, la Lune comme tous les autres satellites s’ éloigneraient définitivement de la Terre.
Exercices : 6 page 20 (géostationnaires), 9 page 21 (Newton), 12 page 21 (modèle réduit) Remarque: Les objets qui gravitent autour de la Terre ne « cherchent à tomber sur la Terre» qu’ n’ y parviennent; Mais, ils jamais car leur vitesse et leur trajectoire circulaire les empêchent d’ atteindre le sol. Mais, s’ ils sont ralentis alors ils tombent comme tout objet lâché à la surface de la Terre. A retenir également : si un objet est lâché à la surface de la Terre, il tombe au sol car il subit la force attractive gravitationnelle de la Terre. Cette force s’ appelle le poids.
Chapitre 2 : Le poids
I.Poids et masse : quelle différence ?
La massedépend de la quantité de matièrecontenue dans un objet. Le poids estla forcequ’ exerce la Terre sur les objets qui l’ entourent. Cetteforce dépendnotammentde la distancel’ objet et la Terre alors que laentre masse est invariable. Le poids dépend également de la masse de l’ objet. est ce lien Quel? II.entre le poids et la masse d’ un objetRelation
(voir TP «Poids et masse»)
(voir TP «Poids et massecorrection»)
A retenir: Le poids d’ un objet est lié à la masse de l’ objet par la relation: P = m . g
Où :
---
mest lamassede l’ objet exprimée enkg(mesurée avec une balance) Pest lepoidsde l’ objet exprimé ennewton(N) (mesuré avec un dynamomètre) gestl’ intensité de pesanteurexprimée enN/kg ou N.kg-1(g dépend de l’ altitude où se trouve l’ objet mais aussi de la planète)
Conséquence: les grandeurs poids et masse d’ un objet sontoporprtionnelles la courbe qui représente le poids en et fonction de la masse est donc unedroite qui passe par l’ origine des axes. Exercice 7 page 36 (poids de 55 tonnes);8 page 36 (compléter un tableau) 11 page 37 (pomme de Newton (1642-1727); 15 page 38 (graphique poids et masse); 14 page 38 Chapitre 3 :Tout est une question d’énergie
I.Plus « lourde » sera la chute II.Attention aux radars ! III.Conversion d’ énergie ou comment produire de l’ électricité avec de l’ eau
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