Forces et lois de Newton
Newton s'est pris une pomme sur la tête et a inventé toute la physique. Toi, tu te plains d'un cours.
Cours
Première loi (principe d'inertie)
Dans un référentiel galiléen, si la somme des forces appliquées à un corps est nulle, alors le corps est soit immobile, soit en mouvement rectiligne uniforme.
$$\sum \vec{F} = \vec{0} \iff \vec{v} = \overrightarrow{cste}$$
Deuxième loi (PFD)
$$\sum \vec{F} = m \vec{a}$$
- Force en N
- Masse en kg
- Accélération en m/s²
Troisième loi (action-réaction)
Si A exerce une force $\vec{F}{A/B}$ sur B, alors B exerce $\vec{F}{B/A} = -\vec{F}_{A/B}$ sur A.
→ Forces opposées, mêmes intensités, mêmes droites d'action.
Forces classiques
- Poids : $\vec{P} = m\vec{g}$, vers le bas, intensité $P = mg$ (g ≈ 9,81 N/kg sur Terre)
- Réaction du support $\vec{R}$ : perpendiculaire au support
- Frottement : opposée au mouvement
- Tension d'un fil : le long du fil, vers le point d'attache
Formules clés
Méthodes
Résoudre un problème de mécanique (PFD)
- 1Définir le système et le référentiel (galiléen ?)
- 2Faire un bilan des forces, dessiner
- 3Choisir un repère (axes)
- 4Projeter ΣF = ma sur chaque axe
- 5Résoudre les équations obtenues
Astuces & pièges
Toujours dessiner les forces depuis le centre du système. Et à l'échelle. Sinon ton schéma ment.
Le poids m·g est une FORCE (en N), pas une masse (en kg). Un kilo de patates pèse 9,81 N.
L'action-réaction explique pourquoi quand tu donnes un coup dans le mur, c'est ta main qui pleure.
Teste-toi
1.Une pomme de 200 g. Son poids sur Terre ?
2.Un objet en mouvement rectiligne uniforme subit une résultante de forces…
Exercices corrigés
Tu galères ? Normal. Cherche d'abord, regarde le corrigé après.
Quelle force faut-il pour donner à un chariot de 50 kg une accélération de 2 m/s² (sans frottement) ?
Un objet de masse m = 5 kg est posé sur un plan incliné à 30°, sans frottement. Quelle est l'accélération le long de la pente ?
Un parachutiste de 80 kg tombe à vitesse constante (vitesse limite). Quelle est la force de frottement de l'air sur lui ?
Deux masses m₁ = 3 kg et m₂ = 5 kg sont reliées par une corde passant sur une poulie sans masse, sans frottement. Calculer l'accélération du système et la tension de la corde.
Pour aller plus loin
Vidéos, fiches et exos vérifiés (Maths et tiques, Lumni, Khan Academy, Physagreg…).