Principe d‘inertie

Le principe d'inertie

Forces qui se compensent

Un palet de air-hockey immobile, posé sur la glace, est soumis à son poids et à la réaction du support. On dit que les deux forces se compensent. Elles ont même direction, même valeur mais des sens opposés.

Lorsque le palet glisse sur la glace et qu'il a un mouvement rectiligne et uniforme, les forces se compensent aussi.

$$\displaystyle \rm \sum \vec F = \vec O$$

Énoncé du principe d'inertie de Newton

Le principe d'inertie énoncé par Newton est :

« Tout corps persévère en son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent. »

Différentes formulations du principe

Le principe d'inertie peut s'énoncer de plusieurs façons :

• un système persévère en son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent ;
• un système soumis à des forces qui se compensent est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme.

Cas particulier : la chute libre

Lorsqu'un système est soumis uniquement à son poids, il est en chute libre.

Mouvement rectiligne non uniforme

Dans un référentiel galiléen, si un point matériel M est en mouvement rectiligne non uniforme, alors son vecteur vitesse varie et la somme des forces qui s'exercent sur ce point est non nulle.

EN RÉSUMÉ

Objectif

Relier les forces agissant sur un objet à son mouvement.

Pourquoi c'est important ?

Les lois de Newton permettent de :

• Expliquer comment et pourquoi un objet accélère ou ralentit.
• Calculer les trajectoires et vitesses en présence de forces.
• Analyser des situations physiques (chute, frottements, satellites, etc.)

Petit rappel

• La dynamique étudie les causes des mouvements.
• Les lois de Newton décrivent le lien entre forces et mouvement.

🔧 Les étapes pour assurer

1. Les trois lois de Newton

• Principe d'inertie

Sans force résultante, un objet au repos reste au repos et un objet en mouvement garde une vitesse constante.

• Principe fondamental de la dynamique

$$\displaystyle\sum \vec{F_{\mathrm{ext}}} = m\vec{a}$$

Où

$\vec{F_{\mathrm{ext}}}$ : forces en $\mathrm{N}$
$m$ : masse en $\mathrm{kg}$
$\vec{a}$ : accélération en $\rm m \cdot s^{-2}$

• Principe d'action-réaction

Si un corps A exerce une force sur un corps B, alors B exerce sur A une force de même intensité, de même direction, mais de sens opposé.

2. Unités et rappels

• Force : elle s'exprime en newton ($\mathrm{N}$)

$$1\,\mathrm{N} = 1\,\mathrm{kg \cdot m \cdot s^{-2}}$$

• Poids

$$P = mg$$

Où :

$g$ : intensité de la pesanteur. Sur Terre $g \approx 9{,}81\,\mathrm{N \cdot kg^{-1}}$
$m$ : masse en $\mathrm{kg}$

❌ On évite absolument

• Oublier les forces de frottement ou de résistance.
• Confondre masse ($\mathrm{kg}$) et poids ($\mathrm{N}$).
• Appliquer la 2ᵉ loi si l'accélération est nulle (dans ce cas la force résultante est nulle).

✅ On valide

• Identifier toutes les forces (poids, réaction du support, frottements, traction…).
• Tracer un diagramme des forces.
• Utiliser des unités cohérentes.

Le petit + à retenir