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Programme Collège 3eCours Physique-chimieSemaine 4 - Mouvements et interactionsFiche de révision : Semaine 4 - Mouvements et interactionsFiche de révision Semaine 4 - Mouvements et interactions
Notions fondamentales à connaître
Définition
- Mouvement : changement de position d’un corps au cours du temps.
- Trajectoire : ensemble des positions successives d’un point.
- Référentiel : objet de référence par rapport auquel on observe un mouvement.
- Interaction : action réciproque entre deux corps.
- Force : modélisation d’une interaction, représentée par un vecteur.
- Poids : force d’attraction exercée par un astre sur un corps.
- Gravitation : interaction à distance entre deux corps ayant une masse.
- Masse : quantité de matière d’un objet, invariable.
Les mouvements
Caractériser un mouvement
- Un mouvement est caractérisé par sa trajectoire :
- Rectiligne : ligne droite
- Curviligne : courbe
- Circulaire : cercle
La relativité du mouvement
- Un mouvement dépend du point de vue (référentiel) de l’observateur.
- Ex : Une bouteille immobile dans un train est en mouvement pour un observateur sur le quai.
Définition
Relativité du mouvement : le mouvement dépend du référentiel choisi.
Les référentiels usuels
Référentiel | Définition | Exemple |
Terrestre | Sol de la Terre | Une voiture sur la route |
Géocentrique | Centre de la Terre | Satellites autour de la Terre |
Héliocentrique | Centre du Soleil | Planètes dans le Système solaire |
À retenir
- Le mouvement est toujours relatif.
- Le référentiel héliocentrique est utilisé pour les planètes.
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Interactions et forces
Définir un système
- Le système est l’objet que l’on étudie (ex : une balle, un pendule…).
Les types d’interactions
- De contact : objets en contact (main sur ballon, table sur assiette)
- À distance : objets éloignés (Terre sur pomme)
Définition
Interaction : action réciproque entre deux corps.
Le diagramme objet-interaction (DOI)
- Outil pour visualiser toutes les actions qui s'exercent sur un système.
- On relie les objets par des flèches pleines (contact) ou pointillées (à distance).
Exemple
- Une pomme posée sur une table :
- Interaction à distance de la Terre (poids).
- Interaction de contact de la table.
Représenter une force
- Une force est modélisée par un vecteur (segment fléché).
- Elle a 4 caractéristiques :
- Point d'application
- Direction
- Sens
- Valeur (en newtons, (N))
Caractéristique | Exemple |
Direction | Verticale (poids), inclinée (main) |
Sens | Vers le bas (poids), vers l’avant (poussée) |
Point d’application | Centre de masse de l’objet |
Valeur | Mesurée avec un dynamomètre |
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Poids et gravitation
Masse vs poids
Définition
- Masse ((m)) : quantité de matière, invariable, en (kg).
- Poids ((P)) : force d’attraction gravitationnelle, dépend de l’astre, en (N).
À retenir
- Sur la Lune, même masse, mais poids plus faible.
- Masse et poids sont proportionnels : $$ P = m \times g $$ avec (g) l’intensité de la pesanteur ((g = 9{,}81\ N/kg) sur Terre).
Exemples
Exemple
Un objet de 5 kg sur Terre : $$ P = 5 \times 10 = 50\ N $$
Sur la Lune, (g = 1{,}6\,N/kg) : $$ P = 5 \times 1{,}6 = 8\ N $$
Représenter le poids
- Par un vecteur :
- Direction : verticale
- Sens : vers le bas
- Point d'application : centre de l'objet
La gravitation
Définition
Gravitation universelle : force d’attraction entre deux corps de masse non nulle, à distance.
- Formule : $$ F = G \times \frac{m_A \times m_B}{d^2} $$
Avec :
- (F) : force gravitationnelle (en (N))
- (G = 6{,}67 \times 10^{-11}\ N\cdot m^2/kg^2)
- (mA, mB) : masses des corps
- (d) : distance entre eux (en (m))
À retenir
- La Terre attire la Lune autant que la Lune attire la Terre.
- Plus la distance est grande, plus la force diminue.
- Plus les masses sont grandes, plus la force est grande.
Exemple
- La Lune reste en orbite autour de la Terre grâce à la gravitation.
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À maîtriser pour le brevet
- Distinguer masse et poids + unités.
- Utiliser la formule $(P = m \times g)$ et l’adapter à différents astres.
- Représenter une force par ses 4 caractéristiques.
- Comprendre la relativité du mouvement selon le référentiel choisi.
- Savoir lire/interpréter un diagramme objet-interaction.
- Connaitre la loi de gravitation et sa formule.