📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Première loi (Principe d'inertie) : Dans un référentiel galiléen, si la somme des forces extérieures est nulle, le centre d'inertie $G$ est soit au repos, soit en mouvement rectiligne uniforme.
- Deuxième loi (Théorème du centre d'inertie) : Dans un référentiel galiléen, la somme des forces extérieures appliquées à un système est égale au produit de sa masse par son accélération : $\sum \vec{F}_{ext} = m \cdot \vec{a}_G$.
- Troisième loi (Principe des actions réciproques) : Si un corps A exerce une force sur B, alors B exerce sur A une force telle que $\vec{F}{A/B} = -\vec{F}{B/A}$.
Méthodes à maîtriser
- Bilan des forces : Identifier toutes les forces (Poids, Tension, Frottements, Réaction).
- Choix du référentiel : Toujours préciser qu'il est galiléen.
- Projection : Projeter la relation vectorielle $\sum \vec{F} = m \cdot \vec{a}$ sur les axes du repère choisi (souvent $(Ox, Oy)$).
- Intégration : Passer de $\vec{a}$ à $\vec{v}$ puis à $\vec{OG}$ par intégration en utilisant les conditions initiales ($v_0$ et $x_0$).
Exemples corrigés
Exemple : Chute libre verticale sans vitesse initiale. $\sum \vec{F} = \vec{P} = m\vec{g}$. D'après la 2ème loi : $m\vec{g} = m\vec{a} \implies \vec{a} = \vec{g}$. Sur l'axe $Oz$ : $a_z = g$. Intégration : $v_z(t) = g \cdot t + v_0$. Comme $v_0=0$, $v_z(t) = g \cdot t$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de préciser le référentiel galiléen.
- Se tromper dans le signe lors de la projection sur les axes.
- Confondre la masse $m$ avec le poids $P=mg$.
- Oublier les constantes d'intégration lors du passage de $a$ à $v$ ou de $v$ à $x$.