📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
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Mouvement d'un projectile dans un champ de pesanteur uniforme :
- Système : {projectile}, Référentiel : terrestre (galiléen).
- Bilan des forces : Poids $\vec{P} = m\vec{g}$.
- D'après la 2ème loi de Newton : $\vec{a} = \vec{g} = (0, -g)$.
- Équations horaires : $x(t) = (v_0 \cos \alpha)t$ et $y(t) = -\frac{1}{2}gt^2 + (v_0 \sin \alpha)t + h$.
- Équation de la trajectoire : $y = -\frac{g}{2v_0^2 \cos^2 \alpha}x^2 + (\tan \alpha)x + h$.
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Particule chargée dans un champ électrique uniforme :
- Force : $\vec{F} = q\vec{E}$.
- Accélération : $\vec{a} = \frac{q}{m}\vec{E}$.
- Si $\vec{E}$ est vertical, le mouvement est parabolique.
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Particule chargée dans un champ magnétique uniforme :
- Force de Lorentz : $\vec{F} = q\vec{v} \wedge \vec{B}$.
- Propriétés : $\vec{F} \perp \vec{v}$ (pas de travail, énergie cinétique constante, mouvement uniforme).
- Si $\vec{v} \perp \vec{B}$, le mouvement est circulaire uniforme de rayon $R = \frac{mv}{|q|B}$.
Méthodes à maîtriser
- Établir les équations horaires à partir du vecteur accélération par double intégration.
- Déterminer les conditions initiales à $t=0$ : $\vec{v_0}(v_0 \cos \alpha, v_0 \sin \alpha)$ et $\vec{OM_0}(0, h)$.
- Utiliser le repère de Frenet pour le mouvement circulaire.
Exemples corrigés
- Projectile : Pour trouver la portée, on pose $y=0$ dans l'équation de la trajectoire et on résout pour $x$.
- Particule : Si $q > 0$, $\vec{a}$ et $\vec{E}$ sont colinéaires et de même sens.
Erreurs fréquentes
- Oublier la constante d'intégration lors du passage de $\vec{a}$ à $\vec{v}$ ou de $\vec{v}$ à $\vec{OM}$.
- Confondre le sens du vecteur champ électrique avec le signe de la charge.
- Oublier que le travail de la force de Lorentz est nul.