Mouvement et forces
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Il y a un lien direct entre les forces auxquelles un système est soumis et son mouvement. Mais est-ce que tout système en mouvement est toujours soumis à une force particulière qui régit ce mouvement ? Est-ce qu'un système soumis à des forces qui se compensent est toujours immobile ?
• Sa trajectoire : Ensemble des positions successives prises par le système au cours de son mouvement.
Exemples : La trajectoire décrite par la Lune en révolution autour de la Terre est un cercle : trajectoire circulaire. Une trajectoire qui forme une droite est rectiligne.
• Sa vitesse moyenne entre 2 instants ou sa vitesse instantanée à un instant bien précis. Si au cours du mouvement, la vitesse ne varie pas, le mouvement est uniforme.
Exemples : Un marcheur a parcouru une distance d = 4,8 km entre t1 = 14 h 03 min et t2 = 14 h 55 min. Sa vitesse moyenne entre t1 et t2 est
.En revanche, un podomètre indique qu’à l’instant 14 h 32 min, il avait une vitesse instantanée de 3,8 km/h.
Exemple : Un chauffeur de taxi roule sur autoroute à la vitesse de 120 km/h. Par rapport à l’autoroute, le chauffeur est en mouvement, à la vitesse de 120 km/h. En revanche, par rapport à son taxi, il est immobile (sa vitesse est nulle).
Exemples : Un style posé sur une table est soumis à 2 forces :
• Son poids : force de pesanteur exercée par la Terre sur le stylo.
• La réaction de la table : force exercée par la table sur le stylo.
Exemples : Reprenons l’exemple du stylo immobile posé sur une table. Puisque le stylo est immobile, d’après le principe d’inertie, les deux forces auxquelles il est soumis, son poids et la réaction de la table, se compensent.
De la même manière, un mobile auto-porteur en mouvement sans frottement sur une table à coussin d’air est soumis à 2 forces : son poids et la réaction de la table qui se compensent. D’après le principe
d’inertie, le mobile est forcement alors en mouvement rectiligne et uniforme.
Remarque : En revanche, si un système est soumis à des forces qui ne se compensent pas, il n’est ni immobile, ni en mouvement rectiligne et uniforme.
De même si un système n’est ni immobile, ni en mouvement rectiligne et uniforme, c’est que s’exercent sur lui une seule force ou des forces qui ne se compensent pas.
Exemple : Une bille, lâchée sans vitesse initiale, qui tombe en chute libre, n’est soumise qu’à son poids (on néglige les frottement) ; aucune autre force compense le poids. Son mouvement est rectiligne mais il n’est pas uniforme, il est accélère.
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