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Appliquer la deuxième loi de Newton

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Le principe d’inertie

  • Énoncé du principe d’inertie :
    Dans un référentiel galiléen, tout système reste immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (MRU), si et seulement si la résultante des forces extérieures qui s’y appliquent est nulle.
  • Un référentiel galiléen est un référentiel dans lequel le principe d’inertie s’applique. Tout référentiel en MRU par rapport à un référentiel galiléen, est aussi galiléen.
  • Dans un référentiel galiléen, un système mécanique est à l’équilibre mécanique si la résultante des forces qui s’y appliquent est nulle.
  • Un système à l’équilibre n’est donc pas forcément immobile.
  • On appelle équilibre en translation l’équilibre défini ci-dessus, qui garantit que le système ne subit pas d’accélération.

Le principe fondamental de la dynamique

  • Énoncé de la 2e loi de Newton :
    Dans un référentiel galiléen, la résultante des forces extérieures exercées sur un système mécanique est égale à la dérivée temporelle de sa quantité de mouvement.
  • La dérivée de la quantité de mouvement vaut donc le produit de la masse mm du système par l’accélération a\vec a de son centre de masse : ΣF=ma\Sigma \vec F=m \vec a
  • Le centre de masse d’un système mécanique est le barycentre (centre de gravité) des masses qui le composent. Il s’agit aussi du point d’application du poids du système.
  • Par son énoncé, la 2e loi de Newton relie explicitement l’accélération du système, aux forces extérieures exercées sur le système.
  • On peut appliquer la 2e loi de Newton pour déterminer :
  • l’accélération du système, et sa trajectoire, connaissant les forces extérieures exercées ;
  • la résultante des forces extérieures (ou l’une d’elles si les autres sont connues), connaissant le mouvement du système.