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Relier les actions appliquées à son système - Cours et exercices de Physique, Terminale Générale

Votre enfant est en classe de Terminale et vous souhaitez l'accompagner dans sa réussite en Physique?

Pour revoir le chapitre "Relier les actions appliquées à son système". Bordas soutien scolaire vous propose plusieurs séquences avec des cours et des exercices.

Les notions abordées :

Deuxième loi de Newton

La deuxième loi de Newton est une loi de mécanique faisant partie de la dynamique. Elle permet d'étudier les mouvements des systèmes en relation avec les forces subies.

1. Centre de masse d'un système

Au cours du mouvement d'un système, un point particulier possède un mouvement plus simple que les autres. Il s'agit du centre de gravité G. Ce point est aussi le point d'application du poids .
Ce point représente la position du centre de masse.

Dans le cas d'un solide homogène, c'est aussi le centre géométrique, car le centre géométrique est un centre de symétrie. Il s'agit :
- de son centre dans le cas d'une sphère ; 
- de l'intersection des diagonales dans le cas d'un cube ; 
- de l'intersection des médianes dans le cas d'un triangle.

Mouvement dans un champ uniforme

Les mouvements dans un champ uniforme sont utilisés dans le cas de la balistique ou des mouvements de particules chargées. L'étude générale repose sur la résolution d'une équation différentielle du 2e ordre issue de la deuxième loi de Newton.

1. Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme

Tout objet de masse m placé dans le champ de gravitation subit une force d'attraction de la Terre. Le champ local de la gravitation, soit le champ de pesanteur , peut être considéré comme uniforme lorsque les distances ne sont pas trop grandes. Il est vertical, dirigé vers le bas.

a. Analyse à partir d'un exemple

On considère un projectile lancé à la vitesse  faisant un angle avec l'horizontale. Pour faire l'étude de son mouvement, on applique la deuxième loi de Newton au projectile dans le référentiel terrestre, en l'absence de variation de masse : 

Aspects énergétiques

L'étude des mouvements peut se faire vectoriellement en utilisant la deuxième loi de Newton ou en utilisant l'énergie sous ses différentes formes.

1. Conservation de l'énergie mécanique

a. Énergie cinétique

Un système en mouvement dans un référentiel possède de l'énergie due à sa masse et à sa vitesse. Cette énergie porte le nom d'énergie cinétique :


L'unité d'énergie est le joule (J).

b. Énergies potentielles

De part sa position, il possède une autre énergie susceptible de se transformer en énergie cinétique et appelée énergie potentielle. Cette énergie en joule est l'opposée du travail d'un opérateur faisant travailler une force.

Mouvement dans un champ de gravitation

Les planètes possèdent des mouvements de révolution autour du Soleil. Il en est de même des : satellites et plus particulièrement des satellites terrestres. Dans les deux cas, un objet massif se déplace autour d'un astre attracteur en suivant la loi de la gravitation de Newton.

1. Mouvements des planètes et des satellites

Les planètes comme les satellites sont soumis à la loi de la gravitation de Newton, d'expression vectorielle : 

avec M la masse de l'attracteur en kg, m la masse de la planète P ou du satellite S en kg, r la distance en m entre l'attracteur et l'astre attiré attiré. G s'appelle la constante de gravitation universelle. Elle sert à homogénéiser les unités et a pour valeur G = 6,67 × 10-11 USI.
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Les autres notions abordées dans le chapitre Cours et exercices de Physique en Terminale Générale - Mouvement et interactions

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