Mécanique classique : les lois de Newton
Le chapitre repose sur trois lois fondamentales. Le principe d'inertie stipule qu'en l'absence de force, le vecteur vitesse reste constant. La deuxième loi, , lie la dynamique des forces à l'accélération du système. Enfin, le principe des interactions réciproques assure que . Ces lois ne sont valides que dans un référentiel galiléen, comme le référentiel terrestre pour les études usuelles. La maîtrise de la projection vectorielle est indispensable pour résoudre les exercices.
Le résumé
Comprendre le cours
Le chapitre repose sur trois lois fondamentales. Le principe d'inertie stipule qu'en l'absence de force, le vecteur vitesse reste constant. La deuxième loi, , lie la dynamique des forces à l'accélération du système. Enfin, le principe des interactions réciproques assure que . Ces lois ne sont valides que dans un référentiel galiléen, comme le référentiel terrestre pour les études usuelles. La maîtrise de la projection vectorielle est indispensable pour résoudre les exercices.
Avant de commencer
Prérequis
Maîtrise du vecteur vitesse
Notion de force et diagramme objet-interaction
Opérations sur les vecteurs (somme, projection)
Le plan
Structure du cours
- 1
Le principe d'inertie (Première loi de Newton)
Référentiel galiléenEnoncé du principeDans un référentiel galiléen, si la somme des forces extérieures est nulle, le vecteur vitesse est constant.
Le mouvement est alors rectiligne uniforme ou le système est immobile.
- 2
Principe des interactions réciproques (Troisième loi de Newton)
Interaction entre deux corps A et BLa force exercée par A sur B est égale et opposée à la force exercée par B sur A.
- 3
La deuxième loi de Newton
Relation fondamentale de la dynamiqueLa somme vectorielle des forces est égale au produit de la masse par le vecteur accélération.
À retenir
Notions clés
Principe d'inertie
À mémoriserSi la somme des forces extérieures s'exerçant sur un système est nulle, le vecteur vitesse du centre d'inertie est constant.
Un palet sur une table à coussin d'air sans frottement.
Deuxième loi de Newton
À mémoriserDans un référentiel galiléen, la somme des forces est égale au produit de la masse par l'accélération du centre d'inertie.
Mise en mouvement d'une voiture : .
Référentiel galiléen
À mémoriserRéférentiel dans lequel le principe d'inertie est vérifié (ex: référentiel terrestre pour des durées courtes).
Le référentiel terrestre.
En pratique
Exemple résolu
Un objet de masse glisse sur un plan incliné sans frottement avec une accélération .
- 1
Étape 1 : Inventaire des forces ( et ).
- 2
Étape 2 : Application de la deuxième loi .
- 3
Résultat : Projection sur l'axe du mouvement : , donc
Mémoriser plus vite
Astuces & analogies
Principe d'inertie
L'analogie du paresseux : un objet veut garder son état de mouvement (repos ou ligne droite) tant qu'on ne le force pas à changer.
Troisième loi de Newton
L'effet miroir : je pousse le mur, le mur me pousse avec la même force.
Ne plus se tromper
Erreurs fréquentes
Croire que le vecteur vitesse a la même direction que la somme des forces.
C'est le vecteur accélération qui est colinéaire à , pas la vitesse .
Oublier de préciser le référentiel.
Les lois de Newton ne sont valables que dans un référentiel galiléen.
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