Isaac Newton
Explication
Isaac Newton est crédité de la formulation de la relation fondamentale de la dynamique, ∑F = m·a, dans son ouvrage Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, qui établit que la force résultante est égale au produit de la masse par l'accélération.
En vérifiant que la somme des forces exercées sur l’objet est nulle pour qu’il conserve son état de mouvement ou de repos.
Explication
Le principe d’inertie indique qu’un corps en l’absence de force extérieure conserve son état de mouvement. Dans une étude pratique, cela signifie qu’en vérifiant que la somme des forces est nulle, on peut prévoir que l’objet restera au repos ou en mouvement rectiligne uniforme, conformément à la première loi de Newton.
La vitesse à laquelle la force de frottement équilibre la force motrice, entraînant un mouvement à vitesse constante.
Explication
La vitesse limite est définie comme la vitesse à laquelle la force de frottement équilibre la force motrice ou le poids, ce qui conduit à un mouvement à vitesse constante. À cette vitesse, l'accélération est nulle, et le mouvement devient stable.
Elle stipule que la somme vectorielle des forces exercées sur un système est égale à la masse du système multipliée par son accélération.
Explication
La loi de la force résultante, exprimée par ∑F = m·a, établit que la résultante des forces exercées sur un système est égale au produit de sa masse par son accélération, ce qui constitue la relation fondamentale de la dynamique dans un référentiel galiléen.
Après environ 5τ
Explication
Le régime permanent est généralement atteint après environ 5τ, où τ est la constante de temps caractéristique du système. C’est le délai nécessaire pour que la vitesse du système atteigne environ 63% de sa valeur limite, et après ce temps, la vitesse reste constante. Cette règle est une approximation courante dans l’étude du mouvement avec frottement visqueux, permettant de distinguer la phase transitoire de la phase stable.
La chute libre se produit uniquement dans un plan vertical sous l’effet de la pesanteur, alors que le mouvement plan peut suivre toute trajectoire dans un plan avec diverses forces.
Explication
La chute libre correspond à un mouvement dans un seul plan vertical ou incliné, où la seule force considérée est le poids de l’objet, ce qui en fait un cas particulier de mouvement plan. Le mouvement plan, en revanche, peut suivre toute trajectoire dans un plan, avec plusieurs forces agissant. La différence essentielle réside dans la nature des forces et la forme de la trajectoire.
Le frottement limite la vitesse du corps en créant une vitesse limite lorsque la force de frottement équilibre la force motrice
Explication
Le frottement visqueux, étant proportionnel à la vitesse, augmente avec celle-ci jusqu’à atteindre une vitesse limite où la force de frottement équilibre la force motrice (poids), empêchant toute accélération supplémentaire. Les autres options sont incorrectes : la première suppose une accélération indéfinie, la troisième ignore l’effet du frottement, et la quatrième suppose un ralentissement jusqu’à l’arrêt, ce qui n’est pas le cas dans une chute avec frottement visqueux.
Il doit continuer à se déplacer en ligne droite à vitesse constante ou rester au repos
Explication
Selon le principe d’inertie de Newton, si aucune force ne s’applique à un corps dans un référentiel galiléen, il doit soit rester au repos, soit continuer à se déplacer en ligne droite à vitesse constante. Les autres options impliquent une force ou un changement d’état de mouvement, ce qui contredit le principe dans l’absence de force.
Le référentiel terrestre considéré comme immobile par rapport au sol
Explication
Le référentiel terrestre considéré comme immobile par rapport au sol peut être considéré comme galiléen dans un cadre de mécanique classique, car il est en translation rectiligne uniforme par rapport à un référentiel galiléen. Les autres options impliquent des accélérations ou des rotations, ce qui les exclut du statut de référentiel galiléen selon la définition.
Il doit être en translation rectiligne uniforme par rapport à un référentiel galiléen.
Explication
Un référentiel galiléen est défini comme étant en translation rectiligne uniforme par rapport à un autre référentiel galiléen. Cette condition garantit que les lois de Newton, notamment la première et la deuxième, sont valides dans ce cadre. Les autres options sont incorrectes : un référentiel immobile ou en rotation n’est pas nécessairement galiléen, sauf dans le cas particulier d’un référentiel en translation rectiligne uniforme.
Il indique que chaque force exercée par un corps sur un autre est accompagnée d’une force de même intensité et de sens opposé exercée par l’autre corps.
Explication
Le principe des actions réciproques, formulé par Newton, stipule que pour chaque force exercée par un corps sur un autre, il existe une force de même magnitude, de même direction, mais de sens opposé exercée par le second corps sur le premier. Cela permet d’analyser les interactions mécaniques comme des paires de forces équilibrées, essentielles pour comprendre la dynamique des systèmes.
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Référentiels galiléens — définition ?
Cadres où les lois de Newton sont valides.
Exemples de référentiels galiléens
Terrestre, géocentrique, héliocentrique.
Condition référentiel galiléen
En translation rectiligne uniforme par rapport à un autre galiléen.
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