I-Effet d’inertie: Bloc sur camion

R0

R1

I-Effet d’inertie: Bloc sur camion

FA

P

FB

p

Fc

R0

FA+ FB+ P=0

Fc+ p=0

http://lyc-moulin-st-amand.tice.ac-orleans-tours.fr/eva/sites/lyc-moulin-st-amand/IMG/file/swf-phy/camion.swf

01 /. RRam

R0

R1

01 /. RRi amf D’où

Force d’inertie due à l’accélération du camion

iextRColis ffam 1/.

R1

extf

R0

0/. RColisext amf

011 // .. RRRColisext amamf

011 // .. RRextRColis amfam

Loi de composition des accélérations

Dans R0

Dans R1

« Force » d’inertie d’entrainement

a

amFext . amFT G .

Repère R0Dynamique

(inertiel)(fixe)

Fie

Repère R1Statique

Equilibre 0 extF

0 ieG FFT

amFie .Avec

Force fictive

(non inertiel)(accéléré)

a

am.

T

GF

Pendule dans un véhicule en translation accéléré

Imaginons

T

GF

http://scphysiques.free.fr/2nde/documents/lgu.swfhttp://www.physique-liotier.org/wp-content/uploads/un7_cours.pdf

II-L’attraction universelle

En savoir plus:

Vs = Cte

Vs

Le satellite tourne sur une orbite circulaire de rayon constant.

Si le satellite fait une orbite en 24h: il est géostationnaire.

Le satellite tourne autour de la terre

La force d’attraction FT/S de la terre maintient le satellite sur une orbite circulaire.

FS/T

La terre tourne autour du soleil

Vt = Variable

VtLorsque la terre se rapproche du soleil, la vitesse augmente

Lorsque la terre s’éloigne du soleil, la vitesse diminue

La terre tourne sur une orbite elliptique. Le soleil est sur l’un des foyers de l’ellipse.

La force d’attraction FS/T du soleil maintient la terre sur une orbite elliptique.

FS/T

r2GF

1GF

4GF

3GF

R0

aMFext .GGGGG aMFFFF .4321

rMFG .. 2

Va=Cte

G

III-Voiture dans un virage: la force de guidage

La force de guidage est la force FG qui maintient la voiture sur une trajectoire circulaire

VaVa

G FG

w

r

R0

w

Dynamique

rMFi .. 2

Voiture dans un virage: L’effet centrifuge

Gr

R0

w

Pour évaluer l’effet centrifuge (la voiture est attirée vers l’extérieur du virage). Imaginons la voiture immobile, en équilibre.

rMFG .. 2

0.. 2 rMFG Peut s’écrire

Avec

rMFI .. 2

0 IG FF

FI : Force imaginaire qui s’oppose à FG (force de guidage)

Statique

Dans le référentiel terre on appelle « force centrifuge » la force imaginaire qu’il faudrait exercer sur le centre de gravité d’une voiture immobile pour créer sur les pneumatiques et les suspensions un effet identique à celui observé dans la réalité lorsque la voiture est soumise à la force de guidage.

Définition: « Force  centrifuge »

g

g

Vp=Cte

r

R0

w

Vp

Vp

Vp

r

R0

w

Passagers d’une voiture

Dans le repère terrestre (considéré comme galiléen), lorsque la voiture tourne, les passagers poursuivent leur déplacement suivant une trajectoire rectiligne.

En savoir plus:http://lyc-moulin-st-amand.tice.ac-orleans-tours.fr/eva/sites/lyc-moulin-st-amand/IMG/file/swf-phy/centrifuge.swf

gr

R0

w

Vp

Dynamique (R1 en rotation)

rmFg .. 2

Fg

Les passagers sont soumis à une force transmise par la force de guidage de la voiture qui les maintient sur une trajectoire circulaire

La voiture est mobile en rotation circulaire uniforme

R1

rmFi .. 2

Statique (R1 fixe)

Pour évaluer l’effet centrifuge qui attirent les passagers vers l’extérieur du virage. Imaginons la voiture immobile.

rmFg .. 2

0.. 2 rmFg Peut s’écrire

Avec

rmFi .. 2

gr

R0

wR1

0 ig FFFi : Force imaginaire qui s’oppose à Fg (force de guidage)

Dans le référentiel voiture on appelle « force centrifuge » la force imaginaire qu’il faudrait exercer sur le centre de gravité des passagers d’une voiture immobile pour les voir s’animer d’un mouvement identique à celui observé dans la réalité lorsque la voiture est soumise à la force de guidage.

Définition

ac

cext amF . xrmFT G ... 2

Repère R0Dynamique

(inertiel)(fixe)

Fie

Repère R1Statique

Equilibre 0 extF

0 ieG FFT

cie amF .Avec

(non inertiel)(accéléré)

xrmFie .. 2

r

w

Pendule dans un véhicule en rotation uniforme

ac

am.

T

GF

T

GF

Force fictive

Imaginons

Cycliste dans un virage

cext amF .

xrvmPT G ..

2

T

GP

cam.

Imaginons la base en rotation transformée en base fixe

Alors le cycliste est en équilibre

0 extF

0 IG FPTT

GP

FI force fictive qui empêche le cycliste de tomber

tgPFI .

IF

« Force centrifuge »

rvmFI

2

.ou

On appelle « force centrifuge » la force transversale qu’il faudraitexercer sur le centre de gravité d’un cycliste immobile pour le maintenir en équilibre avec une inclinaison identique à celle quel’on peut observer lorsqu’il décrit une trajectoire circulaire.

Définition

V

T

P

F

TFi

P

Imaginons

Pendule de Tournesol

xrvmF ..

2

xrvmPT ..

2

0 iFPT

camPT .xr

vmFi ..2

http://francois.lonchamp.free.fr/Coriolis/Force%20de%20Coriolis.html

IV-Effet de Coriolis

« Force de Coriolis » d’une particule de masse unité qui se déplace vers l’est (dans le sens de rotation de la terre)

2..2 rvFc Elle est perpendiculaire à la vitesse

Sa direction est vers la droite de la trajectoire

Effet de Coriolis

« Force de Coriolis » d’une particule de masse unité qui se déplace vers l’ouest (dans le sens opposé de rotation de la terre)

Si un objet se déplace vers le sud, il est dévié vers l’ouest dans l’hémisphère nord et vers l’est dans l’hémisphère sud (il n’est pas dévié à l’équateur).

Si un objet se déplace vers le nord, il est dévié vers l’est dans l’hémisphère nord et vers l’ouest dans l’hémisphère sud (il n’est pas dévié à l’équateur).

Annexe 1: Principe d’inertie

http://lyc-moulin-st-amand.tice.ac-orleans-tours.fr/eva/sites/lyc-moulin-st-amand/IMG/file/swf-phy/galileo.swf

http://lyc-moulin-st-amand.tice.ac-orleans-tours.fr/eva/sites/lyc-moulin-st-amand/IMG/file/swf-phy/inertie.swf

http://edumeca.free.fr/dotclear/themes/default/flash/relativite.php

http://profs.cmaisonneuve.qc.ca/svezina/nya/note_nya/NYA_XXI_Chap%202.7.pdf

Annexe 1: Forces centripètes

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/51/Accelerated_stall_fr.gif

Annexe 2: Décrochage d’un avion

Position horizontale Amorce d’un virage

Virage Décrochage

http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Meca/RefTerre/Foucault0.html#manip

Annexe 3: Pendule de Foucault

http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Meca/non_galileen/pendule_manege1.html

Annexe 4: Pendule sur un plateau tournant