CoursPhysique · tle
Comment prévoir le mouvement d'une fusée, d'une balle ou d'une planète ? Les lois de Newton, fondement de la mécanique, permettent de relier les forces au mouvement et de prévoir les trajectoires. C'est l'un des sommets de la physique de terminale.
Le cours
On décrit le mouvement d'un objet par sa position, sa vitesse et son accélération, toutes des grandeurs vectorielles (direction, sens, valeur). L'accélération traduit la variation du vecteur vitesse : elle est nulle si la vitesse est constante.
L'accélération mesure comment la vitesse change.
Une voiture qui accélère a un vecteur accélération dans le sens du mouvement.
Les lois de Newton relient forces et mouvement. La première (principe d'inertie) : sans force résultante, le mouvement ne change pas. La deuxième : la somme des forces est liée à l'accélération (et à la masse). La troisième : toute action s'accompagne d'une réaction égale et opposée.
Ces trois lois fondent toute la mécanique classique.
Plus la force est grande (et la masse faible), plus l'accélération est importante (2e loi).
La troisième loi de Newton énonce que si un objet A exerce une force sur un objet B, alors B exerce sur A une force égale et opposée. Ces deux forces s'exercent sur des objets différents. C'est ce principe qui explique, par exemple, la propulsion d'une fusée.
À toute action correspond une réaction.
Une fusée éjecte des gaz vers le bas (action), ce qui la propulse vers le haut (réaction).
En appliquant les lois de Newton, on peut prévoir le mouvement d'un objet soumis à des forces : la chute d'un corps, le mouvement d'un projectile, le mouvement des satellites. On établit des équations qui décrivent la trajectoire.
Les lois de Newton permettent de prédire le mouvement.
On prévoit la trajectoire d'un ballon lancé en appliquant les lois de Newton.
Ce qu'il faut absolument retenir
Vérifie ta compréhension
Exercice 1Que traduit l'accélération d'un objet ?
L'accélération traduit la variation du vecteur vitesse (elle est nulle si la vitesse est constante).
Exercice 2Que dit la troisième loi de Newton ?
La 3e loi (action-réaction) : si A exerce une force sur B, B exerce sur A une force égale et opposée.
Exercice 3Selon la 2e loi de Newton, pour une même force, un objet plus léger…
Pour une même force, plus la masse est faible, plus l'accélération est grande (2e loi de Newton).
Exercice 4C'est la troisième loi de Newton (action-réaction) qui explique la propulsion d'une fusée.
Vrai : la fusée éjecte des gaz (action) et est propulsée en sens inverse (réaction).
Exercice 5Énonce le principe d'inertie (1re loi de Newton).
Le principe d'inertie énonce que si la somme des forces exercées sur un objet est nulle (forces qui se compensent), alors son mouvement ne change pas : il reste immobile ou animé d'un mouvement rectiligne uniforme. Réciproquement, un changement de mouvement révèle une force résultante non nulle.