Au programme de ce chapitre
- I. Référentiels et principe d'inertie
- II. Deuxième loi de Newton
- III. Troisième loi de Newton et applications
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Un référentiel est un solide de référence auquel on associe un repère d'espace et une horloge, permettant de décrire le mouvement d'un système. Un référentiel est dit galiléen si le principe d'inertie (première loi de Newton) y est vérifié : tout système isolé ou pseudo-isolé (soumis à des forces qui se compensent) est soit au repos, soit en mouvement rectiligne uniforme.
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Un exemple corrigé
Exemple Un solide de masse m = 2,0 kg, en chute libre (seul son poids agit, on néglige les frottements), a pour accélération a = g = 9,8 m·s⁻² d'après la deuxième loi de Newton : ΣF = P = m×g = m×a, donc a = g, indépendante de la masse. Lâché sans vitesse initiale d'une hauteur h = 20 m, il touche le sol après t = √(2h/g) = √(2×20/9,8) = 2,02 s, avec une vitesse v = g×t = 19,8 m·s⁻¹ (soit 71,3 km·h⁻¹).
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège. Action-réaction : les deux forces s'appliquent sur des corps DIFFÉRENTS (elles ne se compensent pas).
Attention La deuxième loi de Newton s'applique à la somme des forces, jamais à une seule force isolée. Un système peut être soumis à plusieurs forces non nulles tout en étant en mouvement rectiligne uniforme, si leur somme vectorielle est nulle (système pseudo-isolé).
L'astuce du prof
Astuce. Toujours commencer par le bilan des forces, puis appliquer ΣF = m·a.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1
Que dit la 2e loi de Newton ?
Voir la correction
ΣF = m·a : la somme des forces égale masse × accélération.
Exercice 2
Que dit la 3e loi (action-réaction) ?
Voir la correction
Deux corps exercent l'un sur l'autre des forces opposées (même valeur, sens contraires).