Force et principe d`inertie - SECONDE

Le principe d’inertie
TP le palet de curling :
 Avant d’être lancé sur la glace, le palet est au repos. Il reste immobile. Les forces qui lui sont
appliquées se compensent :
R
P
 Le palet est lancé : Le mouvement est rectiligne ralenti (frottements dus à la glace)
 Les joueurs balaient la glace devant le palet pour réduire les frottements s’exerçant sur le palet pour
que celui-ci aille plus loin.
 Considérons la situation idéale (irréalisable) où il n’y aurait aucun frottement. Le palet conserverait la
même vitesse sur une trajectoire rectiligne. Il garde le même mouvement. Par conséquent les forces
qui s’appliquent sur lui se compensent.
Principe d’inertie : (Newton 1686)
Dans un référentiel terrestre, tout corps persévère en son état de repos ou de mouvement rectiligne
uniforme si les forces qui s’exercent sur lui se compensent.
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On peut aussi écrire :
Dans un référentiel terrestre :
Soit un solide sur lequel s’exercent des forces qui se
compensent :
Si vinit=0, alors le solide reste immobile.
Si vinit≠0, alors le solide a un mouvement rectiligne
uniforme à la vitesse vinit.
Il est donc équivalent de dire « un corps est soumis à
des forces qui se compensent » (il est dit pseudoisolé), et « un corps est soumis à aucune force » (il est dit isolé).
Remarque : Un principe ne se démontre pas, il résulte de l’observation.
PARACHUTISME ET PRINCIPE D’INERTIE
1. ETUDE DE LA VITESSE DU PARACHUTISTE
On dispose des relevés d’altitude pendant le saut d’un parachutiste, réalisé avec un altimètre :
Temps saut (s)
Altitude (m)
0
4000
5
3889
10
3644
15
3341
20
3014
25
2675
30
2331
35
1986
40
1639
a. Comment un altimètre peut-il donner l’altitude ?
b. Quel référentiel a été implicitement considéré pour exprimer la vitesse du parachutiste dans le
document ?
c. Quelle serait la vitesse maximale du caméraman dans le référentiel lié au sportif ? Et dans le
référentiel terrestre ?
d. Pour savoir si les relevés sont cohérents avec la valeur de la vitesse de chute de 200 km/h annoncée
dans le document, déterminer la vitesse moyenne du parachutiste entre :
-
0 et 5 s : _______________________________________________________________________
-
5 et 10 s : ______________________________________________________________________
-
10 et 15 s : _____________________________________________________________________
-
15 et 20 s : _____________________________________________________________________
-
20 et 25 s : _____________________________________________________________________
-
25 à 30 s : _____________________________________________________________________
-
30 à 35 s : _____________________________________________________________________
-
35 à 40s :______________________________________________________________________
e. Réaliser un diagramme en bâton pour visualiser l’évolution de la vitesse au cours su saut :
f. En observant le diagramme obtenu, décrire le mouvement du parachute en deux phases :
-
phase 1 : de ___s à ___s : mouvement ________________ et ___________________
-
phase 2 : de ___s à ___s : mouvement ________________ et __________________
g. Quelles sont les forces appliquées au parachutiste au cours du saut ?
Donner leurs caractéristiques :
h. Ces forces se compensent-elles lors de la deuxième phase ?
Justifier votre réponse.
i.
Représenter ces forces sur le schéma ci-contre avec une
échelle adaptée.
On schématisera le système de masse m = 80 kg par un point
auquel on appliquera les forces.