CH10 – Principe d’inertie

Cours simplifié interactif

Seconde – Physique-Chimie

1. Solide isolé et pseudo-isolé
+

Solide isolé : solide qui n’est soumis à aucune force extérieure.

Solide pseudo-isolé : solide soumis à plusieurs forces extérieures qui se compensent (leur somme est nulle).

Mobile P R P et R ont même intensité et sens opposés → somme nulle
Un solide est dit pseudo-isolé lorsque :
2. Principe d’inertie (1ère loi de Newton)
+

Dans un référentiel galiléen :

  • Si un solide isolé ou pseudo-isolé possède un mouvement rectiligne uniforme, alors la somme des forces extérieures est nulle.
  • Réciproquement, si la somme des forces extérieures est nulle, le mouvement de son centre d’inertie est rectiligne uniforme (ou immobile).

ΣFext = 0 ⟺ mouvement rectiligne uniforme (ou immobile)

v constante ΣFext = 0 → vitesse constante en direction et en valeur
Un solide a un mouvement rectiligne uniforme. On peut en déduire que :
3. Équilibre et immobilité
+

L’immobilité est un cas particulier du mouvement rectiligne uniforme : la vitesse est nulle.

Pour un solide en équilibre dans un référentiel galiléen :

v = 0 et ΣFext = 0

P R Bloc immobile → ΣFext = 0 (R = P)
Pour qu’un solide reste immobile dans un référentiel galiléen :
4. Exemple : plan incliné en équilibre
+

Un solide de masse m est posé sur un plan incliné et maintenu immobile par un fil (sans frottements).

Il est soumis à trois forces :

  • son poids P (vertical, vers le bas),
  • la réaction normale R du plan (perpendiculaire au plan),
  • la tension T du fil (parallèle au plan).
P R T En équilibre : ΣFext = 0 (les trois forces se compensent)

Dans le cours complet, on montre qu’en projetant les forces :

R = m·g·cos(α) et T = m·g·sin(α)

Dans la situation précédente (solide immobile sur le plan incliné), la somme des forces extérieures est :
5. Variation de la vitesse et forces
+

Dans un référentiel galiléen :

  • Si le vecteur vitesse varie (direction, sens ou valeur), alors la somme des forces extérieures n’est pas nulle.
  • La direction et le sens de ΣFext sont ceux de la variation de la vitesse.
|v| augmente → ΣF ext ≠ 0
On observe qu’un objet a une trajectoire rectiligne mais sa vitesse augmente. On peut dire que :
6. Exemples du principe d'inertie
+

Voici des exemples illustrés du principe d’inertie. Chaque situation est présentée en deux images :

  • 📷 Photo brute de la scène (sans annotations)
  • 📐 Photo annotée avec les forces : poids, réaction du sol, de l'eau, tension du cable, frottement du sol

Exemple 1 : Hovercraft en déplacement

Hovercraft sans annotations Hovercraft avec forces

L'hovercraft est modélisé par un rectangle, les forces par des flèches

Exemple 2 : Patineur sur glace

patineur patineur

Poids du patineur en rouge, réaction du sol en bleu

Exemple 3 : Livres posés sur une table

livre2 livre2

Poids des livres en rouge, réaction du sol en bleu

Exemple 4 : Chute libre en salle

chutelibre chutelibre

Poids de la personne compensé par les forces de frottements du vent en bleu

Autres exemples 5

helicoptere parachutiste

Réaction d l'air sur les pales de l'hélicoptère et poids de l'hélicoptère, Tension des fils du parchute et poids du parachutiste

Autres exemples 6

catenaire tensegrite

Autres situations d'équilibre

Autres exemples 7

funambule gymnase

Autres situations d'équilibre

Autres exemples 8

marseille pont

Autres situations d'équilibre

Exemple 9 : Voiture

voiture

La voituire roule à vitesse constante, les forces qu'elle subit se compensent

Fiche interactive – CH10 Principe d’inertie – Seconde
Ouvre les cartes, observe les schémas, refais les quiz pour t’entraîner.