TABLE DES MATIÈRES
14 Cinématique du solide
509
1
Repérage d’un solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
1.1
Définition d’un solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
1.2
Repérage d’un solide dans l’espace . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
2
Mouvement de translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
2.1
Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
2.2
Mouvement d’un point d’un solide en translation . . . . . . . . . . . 510
2.3
Conséquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
2.4
Deux mouvements de translations remarquables . . . . . . . . . . . . 511
3
Solides en rotation autour d’un axe fixe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
3.1
Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
3.2
Mouvement d’un point d’un solide en rotation . . . . . . . . . . . . . 512
3.3
Conséquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513
3.4
Quelques exemples de rotation autour d’un axe fixe . . . . . . . . . . 514
15 Principes de la dynamique newtonienne
521
1
Éléments cinétiques d’un point matériel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
1.1
Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
1.2
Quantité de mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
2
Les trois lois de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
2.1
Première loi de Newton : Principe d’inertie . . . . . . . . . . . . . . 523
2.2
Deuxième loi de Newton : Principe fondamental de la dynamique . . 524
2.3
Troisième loi de Newton : principe des actions réciproques . . . . . . 526
3
Limite de validité de la mécanique classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
3.1
Qu’est-ce qu’un principe? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
3.2
Les hypothèses de la mécanique classique . . . . . . . . . . . . . . . 527
3.3
Les limites de la mécanique classique . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
4
Premières applications : détermination d’une loi de force . . . . . . . . . . . 528
4.1
Détermination dynamique d’une force : mesure de g . . . . . . . . . 528
4.2
Détermination statique d’une force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
5
Classification des forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
5.1
Les quatre interactions fondamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
5.2
Forces à distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
5.3
Forces de contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534
6
Résolution d’un problème de mécanique du point . . . . . . . . . . . . . . . 538
7
Chute libre dans le champ de pesanteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
7.1
Mise en équation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
7.2
Chute libre dans le vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
10
14 Cinématique du solide
509
1
Repérage d’un solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
1.1
Définition d’un solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
1.2
Repérage d’un solide dans l’espace . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509
2
Mouvement de translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
2.1
Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
2.2
Mouvement d’un point d’un solide en translation . . . . . . . . . . . 510
2.3
Conséquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
2.4
Deux mouvements de translations remarquables . . . . . . . . . . . . 511
3
Solides en rotation autour d’un axe fixe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
3.1
Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
3.2
Mouvement d’un point d’un solide en rotation . . . . . . . . . . . . . 512
3.3
Conséquences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513
3.4
Quelques exemples de rotation autour d’un axe fixe . . . . . . . . . . 514
15 Principes de la dynamique newtonienne
521
1
Éléments cinétiques d’un point matériel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
1.1
Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
1.2
Quantité de mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
2
Les trois lois de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
2.1
Première loi de Newton : Principe d’inertie . . . . . . . . . . . . . . 523
2.2
Deuxième loi de Newton : Principe fondamental de la dynamique . . 524
2.3
Troisième loi de Newton : principe des actions réciproques . . . . . . 526
3
Limite de validité de la mécanique classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
3.1
Qu’est-ce qu’un principe? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
3.2
Les hypothèses de la mécanique classique . . . . . . . . . . . . . . . 527
3.3
Les limites de la mécanique classique . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
4
Premières applications : détermination d’une loi de force . . . . . . . . . . . 528
4.1
Détermination dynamique d’une force : mesure de g . . . . . . . . . 528
4.2
Détermination statique d’une force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
5
Classification des forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
5.1
Les quatre interactions fondamentales . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
5.2
Forces à distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
5.3
Forces de contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534
6
Résolution d’un problème de mécanique du point . . . . . . . . . . . . . . . 538
7
Chute libre dans le champ de pesanteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
7.1
Mise en équation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
7.2
Chute libre dans le vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539
10