En bref Tous les mouvements ont en commun de voir le système en mouvement soumis à des actions, donc des forces. Ces forces, en général, peuvent soit faire varier la valeur de la vitesse soit sa direction.

IEffet d'une force sur la valeur de la vitesse

Une force appliquée à un système en mouvement et dont la droite d'action est parallèle à la trajectoire fera varier la valeur de la vitesse :

si le sens de la force et le sens du mouvement sont les mêmes, alors la valeur de la vitesse augmentera ;

si le sens de la force et le sens du mouvement sont opposés, alors la valeur de la vitesse diminuera.

Exemple : il existe une force parallèle et de même sens que le mouvement rectiligne accéléré.

IIEffet d'une force sur la direction de la vitesse

Une force appliquée à un système en mouvement et dont la droite d'action est perpendiculaire à la trajectoire fera varier la direction de la vitesse sans modifier sa valeur. La conséquence de ce changement de direction se traduira par une modification de la trajectoire.

Exemple : il existe une force perpendiculaire à la trajectoire du mouvement circulaire.

IIILe cas du mouvement rectiligne et uniforme

Dans ce cas, la valeur de la vitesse et sa direction restent les mêmes. On en déduit deux possibilités : aucune force ne s'applique au système ; toutes les forces appliquées se compensent.

Méthode

Identifier l'effet d'une force appliquée sur un objet

Les trois schémas ci-dessous représentent trois moments d'une course de formule 1. La flèche rouge représente la direction et le sens du mouvement. Pour chaque situation, on précise l'évolution de la vitesse du bolide.

Indiquer, pour chacune des situations, le sens et la direction de la force appliquée à la formule 1.

Conseils

Identifie l'effet de la force sur la valeur de la vitesse.

Identifie l'effet de la force sur la direction de la vitesse.

Solution

Dans la situation 1, la direction du bolide varie et sa vitesse est constante : ce qui signifie que le mouvement est circulaire et uniforme.

On en déduit que la force est perpendiculaire à la trajectoire du mouvement circulaire et dirigée vers l'intérieur du virage.

Dans la situation 2, la direction du bolide reste la même et sa vitesse augmente : ce qui signifie que le mouvement est rectiligne et accéléré.

On en déduit que la force est parallèle à la trajectoire du mouvement et possède le même sens.

Dans la situation 3, la direction du bolide reste la même et sa vitesse diminue : ce qui signifie que le mouvement est rectiligne et décéléré.

On en déduit que la force est parallèle à la trajectoire du mouvement et possède le sens opposé.