Cinématique et dynamique newtoniennes

CHAP 5 : CINEMATIQUE ET DYNAMIQUE NEWTONIENNES

Doc. 4 Chronophotographie d’un mouvement circulaire uniforme

B.3) Les mouvements circulaires uniformes

Dans un référentiel donné, un système a un mouvement circulaire uniforme si sa trajectoire est une portion de cercle de rayon R et si la valeur v de sa vitesse est constante (doc.4).

Le vecteur accélération alors centripète, de valeur constante :

B.4) Les mouvements circulaires non uniformes

Doc. 5 Chronophotographie d’un mouvement circulaire non uniforme et décomposition du vecteur accélération

Dans un référentiel donné, un système a un mouvement circulaire non uniforme si sa trajectoire est une portion de cercle de rayon R et si la valeur de son accélération n'est pas constante.

À chaque instant, le vecteur accélération se décompose en deux vecteurs :

Avec :

est l'accélération normale : elle est centripète, de valeur

est l'accélération tangentielle: elle est tangente à la trajectoire, orientée dans le sens du mouvement, de valeur

v est la valeur de la vitesse instantanée.

C) Quelles sont les lois de Newton ?

C.1) Référentiels galiléens

Un référentiel galiléen est un référentiel dans lequel les lois de Newton sont vérifiées.

- un référentiel terrestre (lié à la surface de la Terre) pour l'étude de mouvements de courte durée au voisinage de la Terre ;

- le référentiel géocentrique (lié au centre de la Terre) pour l'étude du mouvement des satellites terrestres ;

- le référentiel héliocentrique (lié au centre du Soleil) pour l'étude du mouvement des planètes dans le système solaire.

C.2) Première loi de Newton ou principe d'inertie

Dans un référentiel galiléen, si un système assimilé à un point matériel n'est soumis à aucune force (système isolé) ou s'il est soumis à un ensemble de forces qui se compensent (système pseudo-isolé), alors il est immobile ou animé d'un mouvement rectiligne et uniforme.

Histoire des sciences : I. Newton et les lois.

Contrairement à ce que pensait le savant grec ARISTOTE (384-322 av. J.-c.), une force n'est pas nécessaire pour entretenir le mouvement.

Le physicien GALILÉE (1554-1642) l'avait pressenti, près de 80 ans avant l'énoncé des lois par I. NEWTON (1642-1727). Ces lois ont été traduites en français par É. DU CHÂTELET.

...