chap. 3 : dynamique du point matériel

Question 1

Enoncé de la première loi de Newton

Answer 1

Dans un référentiel galiléen R, tout corps isolé conserve l’état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme qu’il possédait auparavant

Question 2

Qu’est-ce qu’un corps isolé ?

Answer 2

corps qui n’est soumis à aucune sorte d’interaction avec d’autres objets matériels.
postulat impossible en pratique, (portée infinie de la force gravitationnelle)

Question 3

“Etat de repos ou de mouvement rectiligne uniforme” : analyse

Answer 3

se traduit d’un point de vue cinématique par une vitesse constante par rapport au référentiel, et donc une accélération nulle.

Question 4

“Dans un référentiel galiléen” : analyse

Answer 4

c’est le point important de la première loi de newton : elle postule l’existence du référentiel galiléen dans lequel elle est vraie.

Question 5

théorème du référentiel galiléen :

Answer 5

Soit R galiléen. R’ est galiléen ssi R’ est en translation rectiligne uniforme par rapport à R

Question 6

recherche de référentiels galiléen :

Answer 6

si nous en connaissons un, nous les connaissons tous. Il faut en trouver au moins un.
Il faut donc regarder si les lois de newton sont vérifiées dans R.
Mais c’est difficile de se placer dans les conditions requises, alors on utilise des approximations.

Question 7

Meilleure approximation d’un référentiel galiléen ?

Answer 7

le référentiel de Copernic : défini à partir du repère de C, centre = centre d’inertie du système solaire (quasi le centre du soleil) et les axes pointent vers 3 étoiles “fixes”.

Question 8

Pourquoi prendre trois étoiles “fixes” constitue encore une approximation ?

Answer 8

Car sur le long terme, il faut prendre en compte l’expansion de l’univers, qui fait que les étoiles ne sont en réalité pas fixes.

Question 9

Deuxième appro de référentiel galiléen ?

Answer 9

Le référentiel géocentrique : défini à partir du repère géocentrique : centre = centre de la Terre, axes fixes par rapport aux étoiles.

Question 10

Limite du référentiel géocentrique ?

Answer 10

n’est galiléen que sur quelques jours, car la trajectoire de la terre peut alors être considérée comme linéaire + à vitesse constante.

Question 11

Troisième approximation de référentiel galiléen ?

Answer 11

Le référentiel terrestre : fixe par rapport à la Terre (alors supposée indéformable).

Question 12

Limite du référentiel terrestre ?

Answer 12

peut être considéré galiléen sur des périodes courtes par rapport à sa période de révolution

Question 13

Enoncé de la seconde loi de Newton ?

Answer 13

PFD :
Dans un référentiel galiléen, la force résultante exercée par un point de masse m est égale au produit de la masse du corps et de son accélération.

Question 14

Masse inerte du PFD

Answer 14

coefficient de proportionnalité entre la force résultante extérieure et l’accélération. Mesurée en kg.

Question 15

Définir la masse inerte de façon absolue ?

Answer 15

choisir une référence (un étalon) à partir de laquelle nous pourrons déduire les autres masses grâce à leur rapport.
- expérimentalement : soumettre les objets à la même force puis mesurer leur accélération.
- Peser les objets (=s’appuyer sur les forces gravitationnelles). = Suppose que la masse inertielle du PFD et la masse gravitationnelle sont égales.
(postulat vérifiés expérimentalement jusqu’à une très grande précision)

Question 16

relation du PFD avec le PFS ?

Answer 16

PFS = cas particulier de la statique.
(résultante des forces égale à 0)

Question 17

Corollaire du PFD :

Answer 17

Les lois de la mécanique sont invariante par changement de référentiel galiléen.
(un point à la même acc dans tous les R)
= ceci forme la relativité galiléenne.

Question 18

Comment étendre le corollaire du PFD à l’ensemble des lois de la physique ?

Answer 18

sortir du cadre de la mécanique newtonienne et se placer dans celui de la relativité restreinte.

Question 19

Enoncé de la troisième loi de Newton ?

Answer 19

Principe des actions mutuelles :
Pour deux points matériels agissant l’un sur l’autre, les actions réciproques sont des forces coaxiales, d’égale intensité et de sens contraire.
-F1->2 = F2->1
Pour tout point origine :
le moment MO (F1->2) = -MO(F2->1)

Question 20

Pour quoi est utilisé le PFD ?

Answer 20

mettre en équation des problèmes de mécanique.

Question 21

Nature des inconnues dans le PFD ?

Answer 21

inconnues cinématiques (paramètre de position, vitesse), ou inconnues d’effort

Question 22

Démarche générale d’utilisation du PFD dans le cas du point matériel:

Answer 22

• paramétrer la position
• connaître les C.I
• isoler le point étudié
• énumérer les forces qui s’appliquent et les projeter dans une base.
• Ecrire le PFD
• En déduire les équations à résoudre

Question 23

Deux types de forces qui s’exercent sur les constituantes d’un système matériel fermé :

Answer 23

• forces extérieures : interactions entre les particules de S et les systèmes extérieurs
• forces intérieures : interactions entre les sous-systèmes de S.

Question 24

Application de la 3e loi de Newton aux forces intérieures d’un système fermé ?

Answer 24

Par principe des actions mutuelles, les forces intérieures s’équilibrent les unes les autres .
= n’interviennent pas dans le PFD

Question 25

PFD appliqué à un système matériel fermé ?

Answer 25

• On prend la masse totale du système
• le point d’étude est le centre de masse
• uniquement les forces extérieures
  (en général il manque des équations par rapport au nb d’inconnues)