loi de Newton.

PARTIE COMPRENDRE

Introduction à la 2

loi de Newton.

Connaissances et compétences exigibles : Définir et reconnaître des mouvements (rectiligne uniforme, rectiligne uniformément varié, circulaire uniforme, circulaire non uniforme) et donner dans chaque cas les caractéristiques du vecteur accélération.

Connaître et exploiter les trois lois de Newton ; les mettre en œuvre pour étudier des mouvements dans des champs de pesanteur et électrostatique uniformes

I / Rotation d’un pendule

On étudie le mouvement de rotation d’un pendule autour de son axe de rotation.

Vous réaliserez les étapes suivantes :

1) À partir du document 1 chronophotographié, tracer les vecteurs vitesse pour les positions 4 et 6 en précisant clairement l’échelle utilisée. (Les vitesses sont calculées dans le référentiel terrestre)

2) En déduire le tracer du vecteur

V

V

V

3) a) Faire un inventaire de la(les) force(s) subie(s) par l’objet dans la position 5 et tracer ces forces, sans soucis d’échelle, sur le document 2 chronophotographié.

b) Ces forces se compensent-elles (la somme vectorielle de ces forces peut-elle être égale au vecteur nul) ? 4) Expliquer comment l’on peut appliquer la 2^nde loi de Newton au centre de gravité de l’objet dans la position 5.

1 1

Mouvement de rotation d’une masse accrochée au bout d’un fil : le pendule. Document à l’échelle 1 cm pour 7,3 cm réel. Durée entre chaque image : t = 40 ms

Document 1 Document 2

2 4

3 V V

V  

20 22

21 V V

V  

14 16

15 V V

V  

7 9

8 V V

V  

II Mouvement d’inertie d’un mobile sur un plan incliné :

Le document correspond à un enregistrement du mouvement du centre d’inertie du mobile autoporteur.

Mouvement d’un mobile autoporteur lancé vers le haut sur une table inclinée

Décrire la trajectoire du centre d’inertie du mobile autoporteur.

Décrire le mouvement du mobile autoporteur.

Le mouvement du mobile autoporteur sur la table inclinée est-il une chute libre ?

Faire l’inventaire des forces s’exerçant sur le mobile.

Sur un schéma de profil, représenter les forces extérieures s’exerçant sur le mobile.

Dessiner en rouge la résultante des forces extérieures. Quels sont sa direction et son sens ?

Date t

t

t9

t

t

V (

)

Représenter les vecteurs vitesses aux dates figurant dans le tableau. (Échelle : 1 cm pour 0,1

.)

Tracer les variations des vecteurs vitesse au point 3, au point 8,

au point 15 et au point 21.

Comparer la direction et le sens de la variation de vitesse et ceux de la résultante des forces.