CoursPhysique · 1re
Pourquoi un objet accélère-t-il, ralentit-il ou change-t-il de direction ? La réponse tient en un mot : les forces. La physique de première relie les forces au mouvement, posant les bases de la mécanique étudiée en terminale.
Le cours
Décrire un mouvement nécessite un référentiel (l'objet par rapport auquel on observe). On caractérise le mouvement par sa trajectoire et son vecteur vitesse, qui indique la direction, le sens et la valeur de la vitesse à chaque instant.
Le vecteur vitesse résume tout le mouvement instantané.
Le vecteur vitesse d'une voiture pointe dans la direction du déplacement, avec une longueur proportionnelle à la vitesse.
Une force modélise une action exercée sur un objet (poids, frottements, poussée). Elle est représentée par un vecteur (direction, sens, valeur en newtons). Les forces traduisent les interactions entre objets : à chaque interaction correspondent deux forces.
Identifier les forces est la première étape de toute étude mécanique.
Sur un objet posé : le poids (vers le bas) et la réaction du support (vers le haut).
Le principe d'inertie énonce que si la somme des forces exercées sur un objet est nulle (forces qui se compensent), alors son vecteur vitesse ne change pas : il reste immobile ou en mouvement rectiligne uniforme. Réciproquement, un changement de mouvement révèle une force non compensée.
C'est le lien fondamental entre forces et mouvement.
Un objet glissant sans frottement à vitesse constante : ses forces se compensent.
Quand les forces ne se compensent pas, le mouvement change : la vitesse augmente, diminue ou change de direction. La variation du vecteur vitesse est liée à la somme des forces. Plus la force est grande (et plus l'objet est léger), plus la variation est importante.
Les forces sont la cause des changements de mouvement.
Freiner exerce une force opposée au mouvement : la vitesse diminue.
Ce qu'il faut absolument retenir
Vérifie ta compréhension
Exercice 1De quoi a-t-on besoin pour décrire un mouvement ?
Il faut choisir un référentiel : le mouvement est relatif.
Exercice 2Selon le principe d'inertie, si les forces se compensent, le vecteur vitesse…
Si la somme des forces est nulle, le vecteur vitesse ne change pas (immobile ou rectiligne uniforme).
Exercice 3Dans quelle unité exprime-t-on une force ?
Une force s'exprime en newtons (N) et se représente par un vecteur.
Exercice 4Un changement de mouvement (accélération, freinage, virage) révèle une force non compensée.
Vrai : si le vecteur vitesse change, c'est que les forces ne se compensent pas.
Exercice 5Un objet glisse à vitesse constante en ligne droite. Que peut-on dire des forces qui s'exercent sur lui ?
Comme son mouvement est rectiligne uniforme (vitesse constante, direction fixe), d'après le principe d'inertie, les forces qui s'exercent sur lui se compensent : leur somme est nulle.