CHAPITRE 4
DYNAMIQUE D’UN
POINT MATERIEL :
LOIS DE NEWTON-
RÉFÉRENTIELS
GALILÉENS
,Objectifs :
Connaître les notions de masse et centre
d’inertie d’un système matériel.
Connaître la notion de force et le moment
d’une force.
Savoir faire un bilan des forces s’appliquant
sur un système défini au préalable.
Savoir résoudre un problème de dynamique.
1- PRINCIPE D’INERTIE : PREMIÈRE LOI DE
NEWTON.
La mécanique, comme de nombreuses branches de la
physique, prend ses fondements dans des principes ou
des postulats que l’on ne démontre pas. Vérifiés
expérimentalement, ils restent valables tant qu’il
n’existe pas d’expériences les mettant en défaut. Parmi
ceux-ci nous trouvons le principe d’inertie qui est à la
base de l’étude du mouvement des systèmes matériels.
La causalité reliant le mouvement du point matériel et
les causes qui le produise conduit à la Dynamique du point
matériel. Le principe de l’inertie constitue ce que l’on
appelle la première loi de Newton.
,1.1. Principe d’inertie : énoncé de la première loi de
Newton.
Le principe d’inertie repose sur l’hypothèse de
l’existence d’un référentiel dit galiléen. Tout autre
référentiel appartenant à cette catégorie doit être en
mouvement de translation rectiligne uniforme par
rapport à un référentiel fixe pris comme référence
comme le référentiel de la terre. Le principe d’inertie
stipule que :
Dans un référentiel 𝓡 galiléen, le centre d’inertie de
tout système matériel (le point matériel)
mécaniquement isolé est soit au repos, soit en
mouvement rectiligne uniforme.
Il importe de remarquer que d’après ce principe, si un
système est mécaniquement isolé, c’est-à-dire si ce
système ne subit aucune action extérieure, alors le
mouvement du point particulier qu’est son centre
d’inertie 𝑮 (ou le point matériel) est rectiligne uniforme
ou au repos. Nous avons déjà vu que la notion de
mouvement ou de repos dépendait du choix du
référentiel (voir le chapitre 3 : le mouvement relatif du
, chapitre précèdent). Le principe d’inertie ne s’applique
donc que dans certains référentiels dit Galiléens.
1.2. Référentiels galiléens.
-définition.
Un référentiel galiléen est un référentiel d’inertie qui
est soit en translation rectiligne uniforme par rapport à
un référentiel fixe de référence (comme le référentiel
d’inertie de la terre), soit au repos.
1.3. Système matériel.
a) Définitions.
Par définition, nous appellerons système matériel un
ensemble de points matériels. Nous distinguerons deux
sortes de systèmes matériels :
Système matériel indéformable : tous les points
matériels constituant le système restent fixes les
uns par rapport aux autres. Ceci correspond à la
définition d’un solide en mécanique.
Système matériel déformable : tous les systèmes
ne correspondant pas à la définition d’un solide. À
titre d’exemple, deux masses reliées par un
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