Comprendre le principe d’inertie

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Fiches
Classe(s) : 2de | Thème(s) : L'étude du mouvement
 

Rappels de cours

1 Le 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 (mouvement rectiligne uniforme), il n’est soumis à aucune force ou les forces qui s’appliquent sur lui se compensent.

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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.

2 Peut-il y avoir mouvement sans force ?

S’il n’y a aucune force ou si les forces se compensent, il peut y avoir un mouvement rectiligne et uniforme.

3 Caractéristiques de deux forces qui se compensent

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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.

4 Que 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 à vitesse constante ;

– un cycliste accélère dans une montée en ligne droite.

Quels sont les sportifs soumis à des forces qui se compensent ?

Conseils

Appliquez le principe d’inertie.

Solution

D’après le principe d’inertie, seuls les systèmes au repos ou ayant un mouvement rectiligne et uniforme 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 ?

Conseils

1. Identifiez les objets en interaction avec le parachutiste.

2. Pensez à respecter la direction et le sens des forces.

3. Appliquez le principe d’inertie.

Solution

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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. D’après le principe d’inertie, si le mouvement est rectiligne et uniforme, alors les forces se compensent.