📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Chute verticale :
- Dans le vide : $\vec{P} = m\vec{a} \implies \vec{a} = \vec{g}$.
- Dans un fluide : $\sum \vec{F}_{ext} = m\vec{a} \implies \vec{P} + \vec{F}_A + \vec{f} = m\vec{a}$.
- $\vec{F}A = -\rho{fluide} \cdot V \cdot \vec{g}$ et $\vec{f} = -k\vec{v}$ (ou $-k\vec{v}^2$).
- Mouvements plans :
- Projectile dans un champ de pesanteur uniforme : $\vec{a} = (0, -g)$.
- Équations horaires : $x(t) = (v_0 \cos\alpha)t$ et $y(t) = -\frac{1}{2}gt^2 + (v_0 \sin\alpha)t + y_0$.
- Équation de la trajectoire : $y = -\frac{g}{2v_0^2 \cos^2\alpha}x^2 + (\tan\alpha)x + y_0$.
Méthodes à maîtriser
- Choisir un repère adapté (souvent l'axe $Oz$ vers le bas pour la chute).
- Projeter correctement les forces sur les axes.
- Déterminer les constantes d'intégration à partir des conditions initiales ($t=0$).
- Utiliser le repère de Frenet pour les mouvements curvilignes (accélération normale $a_n = v^2/\rho$).
Exemples corrigés
- Chute libre : Si $v_0=0$, alors $v(t) = gt$ et $z(t) = \frac{1}{2}gt^2$.
- Portée : Pour $y=0$, $x_P = \frac{v_0^2 \sin(2\alpha)}{g}$.
Erreurs fréquentes
- Oublier le signe moins dans la projection des forces opposées au mouvement.
- Confondre la vitesse initiale $v_0$ avec ses composantes $v_{0x}$ et $v_{0y}$.
- Négliger la poussée d'Archimède quand elle est demandée.