Comprendre le principe d’inertie

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : L'étude du mouvement
Corpus Corpus 1
Comprendre le principe d’inertie

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Rappels de cours

1Le principe d’inertie

« Tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne et uniforme s’il n’est soumis à aucune force ou si les forces qui s’appliquent sur lui se compensent. »

 Réciproquement, si un corps est immobile ou en mouvement en ligne droite et à vitesse constante, il n’est soumis à aucune force ou les forces qui s’appliquent sur lui se compensent.


exemple Une pierre de curling avance sur la glace avec un mouvement rectiligne et uniforme si, et seulement si, les forces qui s’appliquent sur elle se compensent.

 L’inertie est la propriété d’un système à résister à un changement.

2Peut-il y avoir un mouvement sans force ?

On a tendance à penser qu’une force est nécessaire pour entretenir un mouvement, c’est faux ! S’il n’y a aucune force ou si les forces se compensent, il peut y avoir un mouvement rectiligne et uniforme.

3Caractéristiques de deux forces qui se compensent

Deux forces qui se compensent ont des effets qui s’annulent : elles ont même direction, des sens opposés et des valeurs égales.


exemple La pierre de curling en mouvement rectiligne et uniforme est soumise à deux forces qui se compensent : son poids et la force exercée par le sol.

4Que se passe-t-il si les forces ne se compensent pas ?

Dans le référentiel terrestre, si les forces qui s’exercent sur l’objet ne se compensent pas, alors l’objet a un mouvement non rectiligne ou non uniforme (il ne peut pas être au repos).

Méthodes

Utiliser le principe d’inertie

Dans les situations suivantes, on considère le mouvement de quelques sportifs dans le référentiel terrestre :

– un nageur avance en ligne droite et à vitesse constante ;

– un patineur décrit un mouvement circulaire et uniforme ;

– un coureur est immobile dans ses starting-blocks ;

– un parachutiste descend verticalement avec un mouvement uniforme ;

– un cycliste accélère dans une montée en ligne droite.

Le système considéré (en gras) est-il soumis à des forces qui se compensent ?

Solution

En application du principe d’inertie, seuls les systèmes au repos ou ayant un mouvement rectiligne (en ligne droite) et uniforme (vitesse constante) sont soumis à des forces qui se compensent : le nageur, le coureur et le parachutiste.

Identifier et représenter des forces

Un parachutiste descend suspendu à son parachute avec un mouvement rectiligne et uniforme.

1. Nommer les forces s’exerçant sur le parachutiste pendant sa descente.

2. Représenter ces forces sur un schéma.

3. Que peut-on dire de ces forces ?

Solution

1. L’homme est soumis à deux forces : une force à distance qui est l’attraction exercée par la Terre et une force de contact qui est la force exercée par le parachute qui le supporte.

2. Les forces sont représentées par des segments fléchés.

3. Si son mouvement est rectiligne et uniforme, alors d’après le principe d’inertie, ces forces se compensent.

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