[PDF] Chapitre 5 : De létude des forces au mouvement (2ème loi Newton).

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Chapitre 5 : GH O·pPXGH GHV IRUŃHV MX PRXYHPHQP (2ème loi Newton).

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I. 5pIpUHQPLHO JMOLOpHQB

ƒ Le référentiel Héliocentrique (solide formé par les centres, non coplanaires, du soleil et de trois autres

étoiles) peut être considéré comme étant Galiléen pour étudier les voyages interplanétaires (Terre / Mars par

exemple) ou pour étudier le mouvement des planètes autour du Soleil.

ƒ Le référentiel Géocentrique (solide formé par les centres, non coplanaires, de la Terre et de trois étoiles) est

considéré comme étant Galiléen pour étudier le mouvement des satellites terrestres.

ƒ Le référentiel terrestre (référentiel du laboratoire, solide Terre) peut être considéré comme étant Galiléen

pour les expériences dont la durée est courte par rapport au jour sidéral, ce qui est le cas de la plupart des

expériences de mécanique réalisées sur Terre.

ƒ Tous les référentiels en mouvement de translation rectiligne et uniforme par rapport à un référentiel Galiléen

sont eux-mêmes Galiléens.

Exercice A1 : Pilote de course.

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II. GHX[LqPH ORL GH 1HRPRQ

Dans un référentiel Galiléen, la somme des forces extérieures appliquées à un solide est égale à

la dérivée par rapport au temps de son vecteur quantité de mouvement. On peut considérer cette deuxième loi de Newton comme un principe justifié par toutes les conséquences qu'on en tire.

Remarque : Si = alors ܽ

reste constant en direction, sens et norme (on retrouve la première loi de Newton). III. FRPPHQP GpPHUPLQHU OM QMPXUH GX PRXYHPHQP j SMUPLU GH

ODGHX[LqPHORLGH1HZWRQ "

Utiliser la deuxième loi de Newton dans des situations variées pour en déduire le vecteur accélération du centre de masse, les forces appliquées au système étant connues

1. Ce que nous dit la deuxième loi de Newton.

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2. Exemple.

3. Exercices.

Exercice C1 : construction.

Exercice C2 : Tapis roulant.

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Exercice C3 : Téléski.

1) Réaliser une construction de la somme des vecteurs forces.

2) Déterminer la caractéristiques du vecteur accélération.

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4. Exercice corrigé.

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IV. FRPPHQP GpPHUPLQHU XQH IRUŃH j SMUPLU GH OM GHX[LqPH

ORLGH1HZWRQ "

Utiliser la deuxième loi de Newton dans des situations variées pour en déduire la somme des forces appliquées au système, le mouvement du centre de masse étant connu.

1. Ce que nous dit la deuxième loi de Newton.

2. Exercices.

Exercice D1 : Objet au repos.

Exercice D2 : Skieur.

Exercice D3 : 13 page 330 du livre scolaire.

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Exercice D4 ͗ ǀoiture au banc d'essai.

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Exercice D5 : 14 page 330 du livre scolaire - Ascensuer. Exercice D6 : D'aprğs un edžercice bac : Hockey sur gazon

Pratiqué depuis l'Antiquité sous le nom de " jeu de crosses », le hockey sur gazon est un sport olympique

depuis 1908. Il se pratique sur une pelouse naturelle ou synthétique, de dimensions quasi identiques à celles

d'un terrain de football. Chaque joueur propulse la balle avec une crosse ; l'objectif étant de mettre la balle

dans le but.

Dans cet exercice, on étudie le mouvement de la balle de centre d'inertie G et de masse m, dans le référentiel

terrestre supposé galiléen.

Le hockeyeur frappe la balle avec sa crosse. On néglige toutes les actions liées à l'air ainsi que le poids de la

balle.

1. Au point A (figure ci-contre), la balle est immobile. Entre les

points A et B, elle reste en contact avec la crosse. La force F exercée par la crosse sur la balle, supposée constante, est représentée sur la figure ci-contre. Le segment AB représentant la trajectoire de la balle est incliné d'un angle = 30° avec l'horizontale.

Données : - masse de la balle : m = 160 g

- intensité du champ de pesanteur : g = 9,8 m.s-2.

1.1. Énoncer la deuxième loi de Newton et l'appliquer à la

balle lors de son trajet entre A et B.

1.2. Que peut-on dire de la nature du mouvement de la balle entre A et B ?

2. La force

F s'exerce pendant une durée t = 0,11 s. La balle part du point A sans vitesse initiale et arrive en B avec une vitesse Bv telle que vB =14 m.s-1.

2.1. Donner l'expression du vecteur accélération en fonction du vecteur vitesse.

2.2. Calculer la valeur de l'accélération du centre d'inertie de la balle entre les points A et B.

3. En utilisant les résultats obtenus, calculer l'intensité de la force exercée sur la balle par la crosse.

L'hypothèse concernant le poids de la balle est-elle justifiée ?

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Problématique 1 : Drone.

On souhaite fixer une webcam sur ce drone.

Quelle masse maximale meut-on fixer pour que le décollage soit encore possible ?

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Problématique 2 : saut en longueur à moto.

Déterminer la distance AB parcourue par le motard pour accélérer et la force motrice nécessaire

pour réalise ce record.

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V. 3RXU MOOHU SOXV ORLQ quotesdbs_dbs1.pdfusesText_1

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