📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Lois de Newton :
- 2ème loi : $\sum \vec{F}_{ext} = m \cdot \vec{a}_G$.
- Dans un référentiel galiléen, le vecteur accélération est proportionnel à la somme des forces.
- Chute verticale :
- Forces : Poids $\vec{P}$, Poussée d'Archimède $\vec{F}A = -\rho{fluide} \cdot V \cdot g \cdot \vec{k}$, Frottement $\vec{f} = -k \cdot \vec{v}^n$.
- Équation différentielle : $m \frac{dv}{dt} = P - F_A - f$.
- Mouvements plans :
- Projectile dans le champ de pesanteur uniforme : $\vec{a} = (0, -g)$.
- Intégration : $\vec{v}(t) = (v_0 \cos\alpha, -gt + v_0 \sin\alpha)$ et $\vec{OM}(t) = (v_0 \cos\alpha \cdot t, -\frac{1}{2}gt^2 + v_0 \sin\alpha \cdot t)$.
Méthodes à maîtriser
- Bilan des forces : Toujours faire un schéma clair.
- Projection : Choisir un repère adapté (souvent l'axe $Oz$ vers le bas pour la chute).
- Conditions initiales : Identifier $x_0, y_0, v_{0x}, v_{0y}$ à $t=0$.
- Résolution d'éq. diff : Utiliser la méthode d'Euler si demandé ou l'intégration directe.
Exemples corrigés
- Chute libre : $a = g$. Si $v_0=0$, alors $v(t) = gt$ et $z(t) = \frac{1}{2}gt^2$.
- Projectile : Pour trouver la portée, résoudre $z(t) = 0$ pour $t \neq 0$, puis remplacer dans $x(t)$.
Erreurs fréquentes
- Oublier le signe moins dans la projection des forces opposées au mouvement.
- Confondre la poussée d'Archimède avec le poids du fluide déplacé (attention au signe).
- Ne pas convertir les unités (SI obligatoire : m, kg, s).