Mécanique de Newton (mouvements)
Tu apprends à prédire la trajectoire d'un ballon. Pas à le rattraper.
Cours
Repérage
Position $\vec{OM}$, vitesse $\vec{v} = d\vec{OM}/dt$, accélération $\vec{a} = d\vec{v}/dt$.
Mouvement rectiligne uniforme (MRU)
$\vec{a} = \vec{0}$, $\vec{v} = $ constant.
$$x(t) = v \cdot t + x_0$$
Mouvement rectiligne uniformément varié
$\vec{a} = $ constant.
$$v(t) = a \cdot t + v_0$$ $$x(t) = \frac{1}{2}a t^2 + v_0 t + x_0$$
Chute libre
Seul le poids agit. $\vec{a} = \vec{g}$.
Mouvement parabolique (projectile)
Lancé avec $\vec{v}_0$ faisant angle $\alpha$ avec horizontal :
- $v_x = v_0 \cos \alpha$
- $v_y(t) = -gt + v_0 \sin\alpha$
- $x(t) = v_0 \cos\alpha \cdot t$
- $y(t) = -\frac{1}{2}g t^2 + v_0 \sin\alpha \cdot t + y_0$
La trajectoire est une parabole.
Formules clés
Méthodes
Étudier un mouvement de projectile
- 1Définir le système, référentiel, repère (souvent x horizontal, y vertical vers le haut)
- 2Bilan des forces : seul le poids (chute libre)
- 3Appliquer PFD : a = g (vers le bas)
- 4Intégrer pour obtenir v(t) puis x(t), y(t) avec conditions initiales
- 5Éliminer t entre x(t) et y(t) pour obtenir la trajectoire y(x)
Astuces & pièges
Vy s'annule au sommet de la parabole. C'est LE truc à exploiter pour trouver hauteur max ou temps de vol.
g vers le BAS → a_y = -g (avec axe y orienté vers le haut). Sinon ton projectile décolle au lieu de retomber.
La portée maximale d'un projectile est obtenue à 45°. Vrai pour les boulets de canon. Vrai pour les boulettes de papier en classe.
Teste-toi
1.Un objet en chute libre subit une accélération…
2.Ec d'un objet de 2 kg à 10 m/s ?
3.La trajectoire d'un projectile sans frottement est :
Exercices corrigés
Tu galères ? Normal. Cherche d'abord, regarde le corrigé après.
Un projectile est lancé avec v₀ = 20 m/s à 45° de l'horizontale. Calculer la portée (g = 9,81 m/s², sol horizontal, lancé du sol).
Pour aller plus loin
Vidéos, fiches et exos vérifiés (Maths et tiques, Lumni, Khan Academy, Physagreg…).