R0
R1
I-Effet d’inertie: Bloc sur camion
FA
P
FB
p Fc
R0
FA+ FB+ P=0
Fc+ p=0
http://www.ostralo.net/3_animations/swf/PrincipeInertie.swf
0 1/
.aR R
m
R0
R1
0 1/
.
R Ri
m a
f
D’où
Force d’inertie due à l’accélération du camion
i R ext
Colis
f f
a
m .
/ 1
R1
fext
R0
/ 0
. ColisR
ext m a
f
0 1
1 /
/ .
. Colis R R R
ext m a m a
f
0 1
1 /
/ .
.aColisR fext m aR R
m
Loi de composition des accélérations
Dans R0
Dans R1
« Force » d’inertie d’entrainement
a
a m Fext .
TFGm.a Repère R0 Dynamique
(inertiel) (fixe)
Fie
Repère R1 Statique
Equilibre Fext0
0
FG Fie T
a m Fie . Avec
Force fictive
(non inertiel) (accéléré)
a
a m.
T
FG
Pendule dans un véhicule en translation accéléré
Imaginons
T
FG
http://scphysiques.free.fr/2nde/documents/lgu.swf
http://www.physique-liotier.org/wp-content/uploads/un7_cours.pdf
II-L’attraction universelle
En savoir plus:
Vs = Cte Vs
Le satellite tourne sur une orbite circulaire de rayon constant.
Si le satellite fait une orbite en 24h:
il est géostationnaire.
Le satellite tourne autour de la terre
La force d’attraction FT/S de la terre maintient le satellite sur une orbite circulaire.
FS/T
La terre tourne autour du soleil
Vt = Variable
Vt Lorsque la terre se rapproche
du soleil, la vitesse augmente Lorsque la terre s’éloigne du soleil, la vitesse diminue
La terre tourne sur une orbite elliptique.
Le soleil est sur l’un des foyers de l’ellipse.
La force d’attraction FS/T du soleil maintient la terre sur une orbite elliptique.
FS/T
r
2
F
G1
F
G4
F
G3
F
GR0
a M F
ext .
G G
G G
G
F F F M a
F
1
2
3
4 . r
M
F
G .
2.
Va=Cte
G
III-Voiture dans un virage: la force de guidage
La force de guidage est la force FG qui maintient la voiture sur une trajectoire circulaire
Va Va
G FG
w
r
R0
w Dynamique
r M
F
i .
2.
Voiture dans un virage: L’effet centrifuge
r
GR0
w
Pour évaluer l’effet centrifuge (la voiture est attirée vers l’extérieur du virage).
Imaginons la voiture immobile, en équilibre.
r M
F
G .
2. 0 .
.
2
M r F
G
Peut s’écrire
Avec
r M
F
I .
2.
0
IG
F
F
FI : Force imaginaire qui s’oppose à FG (force de guidage) Statique
Dans le référentiel terre on appelle « force centrifuge » la force imaginaire qu’il faudrait exercer sur le centre de
gravité d’une voiture immobile pour créer sur les
pneumatiques et les suspensions un effet identique à celui observé dans la réalité lorsque la voiture est soumise à la force de guidage.
Définition: « Force centrifuge »
g
g Vp=Cte
r
R0
w
Vp
Vp
Vp
r
R0
w
Passagers d’une voiture
Dans le repère terrestre (considéré comme galiléen), lorsque la voiture tourne, les passagers poursuivent leur déplacement suivant une trajectoire rectiligne.
r
gR0
w
Vp
Dynamique (R
1en rotation)
r m
F
g .
2.
Fg
Les passagers sont soumis à une force transmise par la force de guidage de la voiture qui les maintient sur une
trajectoire circulaire
La voiture est mobile en rotation circulaire uniforme
R1
r m
F
i .
2.
Statique (R
1fixe)
Pour évaluer l’effet centrifuge qui attirent les passagers vers l’extérieur du virage.
Imaginons la voiture immobile.
r m
F
g .
2. 0 .
.
2
m r F
g
Peut s’écrire Avec
r m
F
i .
2.
r
gR0
w R1
0
ig
F
F
Fi : Force imaginaire qui s’oppose à Fg (force de guidage)
Dans le référentiel voiture on appelle « force centrifuge » la force imaginaire qu’il faudrait exercer sur le centre de
gravité des passagers d’une voiture immobile pour les voir s’animer d’un mouvement identique à celui observé dans la réalité lorsque la voiture est soumise à la force de guidage.
Définition
ac
c
ext ma
F .
TFGm.2.r.x Repère R0 Dynamique
(inertiel) (fixe)
Fie
Repère R1 Statique
Equilibre Fext0
0
FG Fie T
c
ie ma
F . Avec
(non inertiel) (accéléré)
x r m
Fie .2.
r w
Pendule dans un véhicule en rotation uniforme
ac
a m.
T
FG
T
FG
Force fictive Imaginons
Cycliste dans un virage
c
ext
m a
F .
r x m v P
T
G .
2.
T
P
Ga
cm.
Imaginons la base en rotation transformée en base fixe Alors le cycliste est en équilibre
0
F
ext 0
P
GF
IT T
P
GFI force fictive qui empêche le cycliste de tomber
tg P
F
I .
F
I« Force centrifuge »
v r m
F
I .
2ou
On appelle « force centrifuge » la force transversale qu’il faudrait exercer sur le centre de gravité d’un cycliste immobile pour le maintenir en équilibre avec une inclinaison identique à celle que l’on peut observer lorsqu’il décrit une trajectoire circulaire.
Définition
V
T P
F
T Fi P
Imaginons
Pendule de Tournesol
r x m v F .
2. r x
m v P
T .
2.
0
P F
iT
a
cm P
T .
r x
m v
F
i .
2.
http://francois.lonchamp.free.fr/Coriolis/Force%20de%20Coriolis.html
IV-Effet de Coriolis
« Force de Coriolis » d’une particule de masse unité qui se déplace vers l’est (dans le sens de rotation de la terre)
.
2.
2 r v
F
c
Elle est perpendiculaire à la vitesseSa direction est vers la droite de la trajectoire
Effet de Coriolis
« Force de Coriolis » d’une particule de masse unité qui se déplace vers l’ouest (dans le sens opposé de rotation de la terre)
Si un objet se déplace vers le sud, il est dévié vers l’ouest dans l’hémisphère nord et vers l’est dans l’hémisphère sud (il n’est pas dévié à l’équateur).
Si un objet se déplace vers le nord, il est dévié vers l’est dans l’hémisphère nord et vers l’ouest dans l’hémisphère sud (il n’est pas dévié à l’équateur).
Annexe 1: Principe d’inertie
http://edumeca.free.fr/dotclear/themes/default/flash/relativite.php
http://profs.cmaisonneuve.qc.ca/svezina/nya/note_nya/NYA_XXI_Chap%202.7.pdf
Annexe 1: Forces centripètes
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/51/Accelerated_stall_fr.gif
Annexe 2: Décrochage d’un avion
Position horizontale Amorce d’un virage
Virage Décrochage
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Meca/RefTerre/Foucault0.html#manip
Annexe 3: Pendule de Foucault
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/
Meca/non_galileen/pendule_manege1.html
