PHY-144. Dynamique versus Cinématique Historique Dynamique : Lois de Newton Exemples dapplication...

PHY-144

Dynamique versus Cinématique Historique Dynamique : Lois de Newton Exemples d’application

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Cinématique (rappel) Chapitre de la mécanique qui traite de la

description du mouvement d’un objet (translation ou rotation) Paramètres : position, vitesse et accélération

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Dynamique (ou Cinétique) Chapitre de la mécanique qui traite des

relations entre force et mouvement des objets

Statique :

Dynamique :

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0F

0F

Antiquité : Aristote (384 B.C. à 322 B.C.)

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Aristote : Expérience :

Observation : Sans force extérieure, un corps ne peut se déplacer

indéfiniment. Si le corps est en mouvement, il tend à s’arrêter après un certain temps. Si le corps est au repos, il demeure au repos.

Donc, pour qu’un corps se déplace en ligne droite et à vitesse constante, une force extérieure doit s’exercer sur lui.

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M ou v em en t R ep os au b ou t d ’u n cer ta in s tem p s

F v

Galileo Galilei (1564-1642)

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Le mouvement des objets ne dépend pas de leur nature mais des caractéristiques des surfaces en contact (notion de frottement)

Sans frottement, un corps conserve son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme (MRU) indéfiniment Principe d’Inertie

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Isaac Newton (1642-1727)

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Selon Newton, lorsque , il y a variation du mouvement de l’objet, en grandeur et en direction.

Masse m : Détermination expérimentale Définition :

mesure de la résistance d’un corps à modifier son mouvement (inertie)

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0F

F a

2e loi de Newton :

Unités : Force : Newton (si on applique sur une masse m

de 1 kg une force F qui produit une accélération a de 1 m/s², alors la force F vaut 1 Newton)

Utilité : description du mouvement

(cinématique) ou l’inverse

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F ma

F a

1er loi de Newton :

a = 0 : mouvement rectiligne à vitesse constante (MRU)

on retrouve le principe d’inertie de Galilée

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0F ma

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EFFET D’UNE FORCE F SUR UN CORPS DE MASSE M

t (sec) x1 (m) x2 (m) x3 (m)

0 0 0 01 1 2 32 4 8 123 9 18 274 16 32 485 25 50 756 36 72 1087 49 98 1478 64 128 192

F = 2 N F = 4 N F = 6 N

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EFFET D’UNE FORCE F SUR UN CORPS DE MASSE M

Graphe de la position x en fonction du temps t

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5 6t (s)

x (cm)

x (cm)028183250

t (s)012345

8

12.5