Le principe d'inertie
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- Définir le principe d’inertie.
- Savoir exploiter le principe d’inertie ou sa contraposée pour en déduire des informations, soit sur la nature du mouvement d’un point, soit sur les forces.
- Le principe d’inertie peut
s’énoncer de plusieurs façons. Dans un
référentiel galiléen :
- si les forces qui modélisent les actions
mécaniques qui s’appliquent sur un
système se compensent, alors ce système
est soit immobile (
) soit en mouvement rectiligne uniforme
(
est un vecteur constant) ;
- si le système est soit immobile
() soit en mouvement rectiligne uniforme
( est un vecteur constant), alors les forces
qui modélisent les actions mécaniques
qui s’appliquent sur ce système se
compensent.
- si les forces qui modélisent les actions
mécaniques qui s’appliquent sur un
système se compensent, alors ce système
est soit immobile (
- La contraposée du principe
d’inertie peut s’énoncer de
plusieurs façons. Dans un référentiel
galiléen :
- si les forces qui modélisent les actions
mécaniques qui s’appliquent sur un
système ne se compensent pas, alors ce
système n’est ni immobile ni en mouvement
rectiligne uniforme ( varie) ;
- si le système n’est ni immobile ni en mouvement rectiligne uniforme, alors les forces qui modélisent les actions mécaniques qui s’appliquent sur ce système ne se compensent pas.
- si les forces qui modélisent les actions
mécaniques qui s’appliquent sur un
système ne se compensent pas, alors ce
système n’est ni immobile ni en mouvement
rectiligne uniforme (
- Modèle du point matériel
- Les forces qui s’exercent sur un système
- Mouvement rectiligne uniforme
Un palet de hockey est modélisé par un
point matériel qui est son centre d’inertie
(ou centre de gravité) G. Il glisse
sur la glace. Il est soumis à deux forces
(son poids 
et la réaction 
du support) qui se compensent,
c’est-à-dire que leur somme vectorielle est
nulle.
Palet de hockey sur lequel deux forces (le poids et la réaction du support) se compensent
Le point matériel G est en mouvement rectiligne uniforme, c’est-à-dire que son vecteur vitesse est constant.
Ces constatations confirment le principe d’inertie énoncé par Newton en 1686 :
où
est un vecteur constant. »
La réciproque est vraie :
ou si
est un vecteur constant, alors les forces qui
s’exercent sur lui se
compensent. »
Un train, modélisé par son centre de gravité G, roule à vitesse constante en ligne droite. D’après le principe d’inertie, les forces qui s’exercent sur lui se compensent.
- Un référentiel galiléen est un référentiel dans lequel le principe de l’inertie s’applique. On peut supposer le référentiel terrestre comme un référentiel galiléen.
- Le principe d’inertie peut s’appliquer au système ou au centre de gravité.
Point matériel pour lequel les forces exercées sur lui ne se compensent pas
La réciproque est vraie :
Une bille lâchée sans vitesse initiale, qui tombe en chute libre, n’est soumise qu’à son poids (on néglige les frottements) ; aucune autre force n’est présente pour compenser le poids.
Son mouvement est rectiligne, mais il n’est pas uniforme, il est accéléré.
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