LEÇON · 1BAC
Forces et principe d’inertie
Objectifs d’apprentissage
Représenter les forces exercées sur un système.
Relier l’équilibre ou le mouvement rectiligne uniforme à la résultante des forces dans un référentiel galiléen.
Introduction
Une force modélise une action mécanique. Son effet sur le mouvement se comprend en considérant toutes les forces exercées sur le même système.
Cours
Une force se représente par un vecteur caractérisé par un point d’application, une direction, un sens et une intensité en newtons (N). Le poids près de la Terre est P=mg, dirigé verticalement vers le bas, avec g≈9,8 N·kg⁻¹. La réaction d’un support et les frottements sont d’autres forces possibles. Dans un référentiel galiléen, si les forces se compensent (somme vectorielle nulle), le système reste au repos ou en mouvement rectiligne uniforme. Cette propriété ne signifie pas qu’aucune force n’agit : plusieurs forces peuvent se compenser.
Exemples guidés
- Pour m=2 kg, P≈19,6 N.
- Un livre immobile sur une table subit son poids vers le bas et la réaction de la table vers le haut, approximativement égale en intensité.
Activités d’apprentissage
- Calculer le poids d’un objet de masse 0,75 kg.
- Faire le bilan des forces sur une caisse immobile posée sur un sol horizontal.
Exercices d’application
- Déterminer le poids d’un sac de 5 kg en prenant g=9,8 N·kg⁻¹.
- Un mobile avance en ligne droite à vitesse constante. Que peut-on conclure sur la résultante des forces dans un référentiel galiléen ?
Correction
P=mg=5×9,8=49 N. Si le mouvement est rectiligne uniforme, la résultante des forces est nulle dans le référentiel galiléen considéré.
À retenir
Dessiner chaque force avec sa direction et son sens. Le poids vaut mg. Une résultante nulle correspond au repos ou au mouvement rectiligne uniforme dans un référentiel galiléen.
Référence pédagogique
Leçon pédagogique originale rédigée pour LyceeBac ; vérifier l’alignement exact avec les documents officiels et le cours de l’enseignant.
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