Première loi et deuxième loi de Newton, applications

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Première loi et deuxième loi de Newton, applications (fiche - Terminale S)

Objectifs • Présenter la première loi et la deuxième loi de N ewton. • Introduire la notion de quantité de mouvement, afin de proposer une autre écriture de la deuxième loi de Newton. • Décrire quelques exemples utilisant la seconde lo i de Newton, dans des cas monodimensionnels : chute libre et particule chargé e soumise à un champ électrostatique uniforme. 1. Première loi de Newton Lapremière loi de Newton, appelée aussiprincipe d’inertie, s’énonce de la manière suivante :

Dans unréférentiel galiléen, si un système mécanique n’est soumis àaucune force extérieureou à desforces extérieures qui se compensent, alors levecteur vitesse du centre d’inertieIdu système est constant au cours du temps. Dans le cas particulier où le centre d’inertie est aurepos(vitesse nulle), il le reste.

Formulation vectorielle : Si , alors est constante : le centre d’inertie décrit unmouvement rectiligne uniforme.

Remarques : • Lecentred’inertieId’un système physique est lebarycentredes différentes masses qui composent ledit système. En physique, le centre de gravitéGest le point où s’applique le vecteur poids. Si le système est étud ié dans un champ de pesanteur uniforme, alors le centre de gravitéGet le centre d’inertieIcorrespondent au même point. Dans la pratique, cela sera très souvent le cas.

• En mécanique du point, nous étudions uniquement l e mouvement deI: l’éventuel mouvement de rotation du système sur lui-même n’est pas pris en compte. Ainsi, on considère que lesforces extérieures s’exercent surI; le système est représenté par ce point matériel.

• Lastatiquen, correspondant àest un cas particulier de la première loi de Newto l’étude d’objets immobiles dans le référentiel d’étude. La finalité est d’estimer les forces s’exerçant sur ces objets. Par exemple, en statique, lorsque un objet est soum is à 3 forces , on a

. 2. Deuxième loi de Newton a. Énoncé de la deuxième loi de Newton La première loi de Newton est un cas particulier où les forces se compensent. Dans le cas contraire, la somme des forces extérieures appliquées au système induit une accélération du centre d’inertieIdu système.