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Synthèse-physique-théorie-corrigé
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Synthèse-physique-théorie-corrigé
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DEFINITIONS – PHYSIQUE (1ère partie)Mouvement circulaire
v = ω. R
v = vitesse linéaire ou tangentielle (m/s)
ω = vitesse angulaire (rad/sec)
R = rayon du cercle (m)
période T : est le temps nécessaire pour parcourir une circonférence complète (en seconde).
fréquence f : est le nombre de tour par seconde.
= 2.π.f = (2.π)/T
La force
On appelle force toute cause capable de modifier l’état de repos ou de mouvement d’un corps.
La force est une grandeur vectorielle caractérisée par :
• Un point d’application,
• Une direction
• Une intensité
• Un sens
La force F s’exerçant sur un corps de masse m lui communique une accélération a telle que
F=ma Unités => F : N ; m : kg ; a : m/s2
Le poids
Le poids d’un corps sur la terre est la force d’attraction exercée par la terre sur ce corps.
P = mg g=9.81 m/s²
P en Newton (N) m masse en kg
Le poids est un cas particulier de la loi d’attraction universelle :
deux masses m et M exercent l’une sur l’autre une force attractive dont la grandeur est directement proportionnelle à leur
masse et inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare.
F = G(=6,67.10^-11). m.M/d²
m,M : masses en présence (kg) d distance séparant les charges (m)
Force résultante : R
La force unique qui produirait le même effet que plusieurs autres forces à un même objet est appelée force résultante. Elle est la
somme vectorielle des forces composantes.
R=F1+F2+...+Fn
Accélération :
a = d(v)/d(t) unités => d(v) : m/s ; d(t) : s ; a : m/s2
MRU :
x = x0 + v.t
v = constante = d(x)/d(t)
a=0
MRUA :
x = x0 + v0.t + (a.t²)/2 La chute des corps : a=g =9.81 m/s2
v = v0 + a.t
a = constante
Principe d’inertie (1ère loi de Newton)
Si R(N) = 0 alors a(m/s2) = 0 et v(m/s) = cste
, Si aucune force n’agit sur un objet ou si la force résultante est nulle, un objet au repos reste au repos et un objet en
mouvement continue à se mouvoir avec une vitesse constante en grandeur et direction (MRU).
Principe de la force constante (2nde loi de Newton)
Si R = cste alors a = R/m = cste (MRUA)
Si la résultante des forces agissant sur un objet de masse m est constante en grandeur et en direction (sens) alors l’objet sera
animé d’un MRUA avec une accélération ayant le même sens et la même direction que R donné par
a = R/m
Remarque : principe d’action-réaction
Un objet au repos sur le sol est soumis à 2 forces dont la resultante est nulle : son poids p vertical vers les bas et la réaction du
sol N verticale vers le haut => R=p+N=0
Composition de forces coplanaires.
Il s’agit de rechercher la résultante de plusieurs forces c’est à dire la force unique R qui produirait le même effet que ses
composantes. R + F1 + F2 + F3 + … (voir page 8)
Le moment résultant :
Lorsque plusieurs forces s’exercent sur un objet, le moment résultant de ces forces est donné par la somme vectorielle des
moments de chacune d’elles. (Moment résultant = somme moments des forces)
Pythagore généralisé :
R ² = F1² + F2² – 2F1.F2.cos(B) (B angle en face de R)
R² = F1² + F2² + 2F1.F2.cos(a) (a angle entre F1 et F2)
Moment d'une force :
Le moment d’une force F par rapport à un point P est le produit vectoriel de r.F où r = PO (O : origine de F)
Taux (T) = r.F
En grandeur : T = r.F.sin(angle entre r et F) si angle vaut 90° la valeur de T sera maximale
Le moment d'une force produit un effet de rotation Sens => positif si sens inverse des aiguilles et
inversement
Taux1 = F1.d1
Taux2 = F2.d2
Tauxtot = Taux1 + Taux2 = F1.d1 + F2.d2 (d = distance entre le centre de rotation et le point d'application de la force)
Un couple de forces :
Deux forces de même grandeur, ayant des lignes d’action parallèles et distinctes et s’exerçant en sens opposé constituent un
couple de force.
F1 = F2 = F (même grandeur)
F1+F2=0 => pas de résultante (sens opposé)
Deux forces de sens opposé : T = -F.d
Equilibre des corps solides :
Un corps solide est en équilibre ssi les deux conditions suivantes sont remplies :
La résultante des forces appliquées au corps est nulle R = 0 (équilibre de translation)
Le moment résultant des forces appliquées calculé par rapport à un point quelconque est nul (équilibre de rotation)
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