📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Chute verticale : Dans un fluide, les forces sont le poids $\vec{P}$, la poussée d'Archimède $\vec{F_A}$ et la force de frottement $\vec{f}$.
- Équation différentielle : $m \frac{dv}{dt} = m \cdot g - \rho_{fluide} \cdot V \cdot g - k \cdot v^n$.
- Mouvements plans : Étude du mouvement d'un projectile dans un champ de pesanteur uniforme.
- Accélération : $\vec{a} = (0, -g)$.
- Équations horaires : $x(t) = v_0 \cos(\alpha) \cdot t$ et $z(t) = -\frac{1}{2} g t^2 + v_0 \sin(\alpha) \cdot t + z_0$.
Méthodes à maîtriser
- Établir l'équation différentielle en utilisant la 2ème loi de Newton : $\sum \vec{F}_{ext} = m \vec{a}_G$.
- Déterminer la vitesse limite $v_{lim}$ en posant $\frac{dv}{dt} = 0$.
- Passer des équations paramétriques $(x(t), z(t))$ à l'équation de la trajectoire $z = f(x)$ en éliminant $t$.
Exemples corrigés
- Chute libre : Un objet lâché sans vitesse initiale. $a = g$. $v(t) = gt$.
- Projectile : Si $v_0$ est horizontale, alors $\alpha = 0$, donc $x(t) = v_0 t$ et $z(t) = -\frac{1}{2}gt^2 + h$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de projeter les forces sur l'axe vertical orienté vers le bas ou vers le haut.
- Confondre la poussée d'Archimède (dépend du volume du solide) et le poids (dépend de la masse du solide).
- Ne pas convertir les unités (g en $m/s^2$, $v$ en $m/s$).