Physique·PhysiquePremière

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

PFD
ΣF = m·a
Poids
P = m·g
Action-réaction
F(A/B) = − F(B/A)

Méthodes

Résoudre un problème de mécanique (PFD)

  1. 1Définir le système et le référentiel (galiléen ?)
  2. 2Faire un bilan des forces, dessiner
  3. 3Choisir un repère (axes)
  4. 4Projeter ΣF = ma sur chaque axe
  5. 5Résoudre les équations obtenues

Astuces & pièges

Astuce de bg

Toujours dessiner les forces depuis le centre du système. Et à l'échelle. Sinon ton schéma ment.

Piège à éviter

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.

EX. 01Moyen

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 ?

EX. 02Facile

Quelle force faut-il pour donner à un chariot de 50 kg une accélération de 2 m/s² (sans frottement) ?

Pour aller plus loin

Vidéos, fiches et exos vérifiés (Maths et tiques, Lumni, Khan Academy, Physagreg…).