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Title4G1LoisDeNewton
TagsWeight Newton's Laws Of Motion Mass Acceleration
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Lois de Newton 4G (1h) / 4

Le C2 n’a pas une vitesse double de C1 →
On voit vite que la vitesse de C1 et celle de C2 sont les mêmes en bas du rail

Doubler la force et doubler la masse du chariot ne changent pas la vitesse acquise
Le doublement de la masse du chariot contrecarre l’effet du doublement de la force.

• Le doublement de la force double l’augmentation de vitesse
• Le doublement de la masse du chariot divise cette augmentation par deux

La masse est donc la faculté d’un corps de s’opposer à l’augmentation de vitesse

3.3 CONCLUSION

L’augmentation de vitesse ∆V ÷ F ; ∆t
inversement ÷ m

∆V = F . ∆t / m

∆V / ∆t = accélération = F / m

En résumé, la deuxième loi de Newton F = m . a

L’application d’une force à un objet provoque le changement de la vitesse dans la direction
de la force
Si cette force est constante, l’accélération qu’elle produit est constante, l’augmentation de
vitesse est

÷ à la force appliquée F
÷ à la durée de l’action ∆t
inversement ÷ à la masse m de l’objet.

Unités : F en N / m en kg et a en m/s²

3.4 SECONDE LOI DE NEWTON : EXERCICES
1. Un corps de 10 kg est en MRUA avec une accélération de 5 m/s² .Quelle est la force qui lui
est appliquée ? (50N)

2. Une force de 3000N est appliquée à une auto de 1500 kg au repos. Quelle sera son
accélération et sa vitesse après 5s d’accélération ? ( 2m/s² et 10m/s).

3. Une auto de 1000 kg passe de 10 m/s à une vitesse de 20 m/s en 5s. Quelle est la force qui
lui est appliquée ? (2000N).

4. Sur une table parfaitement lisse, un corps de 12 kg, initialement au repos, est entraîné par
une force de 20 N. Calculer la vitesse acquise après 2s.
(rép : 3.3m/s)

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4. Applications de la deuxième loi de Newton

4.1 Vecteur vitesse

• La chute verticale d’un corps

Il subit une force verticale, la pesanteur. C’est parce que cette force est constante durant la
chute que l’accélération est constante.
Que se passerait-il au milieu de la chute si la force poids cessait d’agir ?
En fait, si plus aucune force n’était exercée sur le corps, celui-ci continuerait à tomber à la
même vitesse. ( la vitesse acquise est conservée ). En réalité, la force de pesanteur agit
continuellement et donc la vitesse continue d’augmenter.

• Le tir horizontal

En quittant la table, la bille tombe suivant une parabole.
Si aucune force n’était exercée, elle continuerait en ligne droite, à la même vitesse ( principe
d’inertie).
La force de pesanteur agit verticalement. La vitesse « verticale » de la bille
augmente régulièrement au cours du temps ( 2eme loi de Newton).
Le mouvement continue horizontalement à la même vitesse appelée vitesse « horizontale »
car dans cette direction aucune force n’agit.( 1ere loi de Newton)

La vitesse réelle du mobile a donc deux composantes, l’une horizontale l’autre verticale.
Pour cette raison, la vitesse est une grandeur vectorielle

4.2 Poids et masse

La chute de deux billes de masses différentes montre qu’elles tombent en même temps.
Leurs accélérations sont identiques
Rappel → La force sur le 2nd est plus grande mais sa masse est aussi plus importante

La deuxième loi s’écrit ici :
F = m . a

→ la force F est la force pesanteur G
→ l’accélération a est notée g = 9,81 m/s²
→ G = m . g
→ G en N ; m en kg

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4.3 Résistance de l’air et résultante de forces

• Chute d’objet divers

 Prenons deux feuilles de papier identiques → une avec bords retournés, l’autre en boule.

Les deux objets dans l’air ne tombent pas de la même manière. Or leur masse et leur poids
sont identiques. Quel est le facteur qui fait que l’une va plus vite que l’autre ?

La réponse est l’air ! L’air résiste, on parle de la résistance de l’air.
Rappelons-nous l’expérience du tube de Newton qui montre parfaitement l’influence de l’air
sur le mouvement des corps en chute.

La force de freinage ou résistance de l’air sur les corps dépend
• de la surface de pénétration de l’objet
• de la vitesse de l’objet
Les forces de freinage sont toujours opposées au sens du mouvement.

Lorsque 2 forces agissent simultanément suivant la même direction, comment doit-on
appliquer la 2eme loi de Newton ?

Nous avons une force (le poids) qui tend à augmenter la vitesse et une autre (la résistance) qui
tend à la diminuer. Laquelle des deux va l’emporter ? → la plus forte ou la plus grande !
Pour appliquer la 2eme loi de Newton, on fera :

• la différence des deux forces si elles agissent en sens opposés
• la somme si elles agissent dans le même sens
• bref, la résultante de ces deux forces

 Prenons deux boules de même volume mais de masses différentes (bille en verre et
balle de ping-pong )

Laquelle va prendre, lors de sa chute dans l’air, l’avance sur l’autre ? →la plus lourde !

La 2eme loi → a = ( poids – résistance ) / masse

a = (mg - R ) / m

a = g - R/m

Les boules subissant des résistances R identiques (car même forme ), la plus massive possède
une accélération plus grande, elle prend donc de l’avance.

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