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RAAI Formation
Énergie & dynamique · cours 3 sur 3 · 14 min de lecture

Principe fondamental de la dynamique

Appliquer ΣF = m·a, projeter sur des axes bien choisis et résoudre chute libre, plan incliné et trajectoire parabolique.

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1. La loi de Newton

Σ Fext = m · a — F en N, m en kg, a en m/s²

La statique (ΣF = 0) est le cas particulier a = 0. Dès que le mouvement varie, la somme des forces vaut m·a. La méthode reste la même : isoler, bilan des forces, projeter.

2. Méthode en 4 étapes

  1. 1.Isoler le système (le skieur, le caillou, l’anneau…).
  2. 2.Faire le bilan des forces extérieures : poids, réactions, frottements.
  3. 3.Choisir des axes adaptés (le long de la pente + la normale).
  4. 4.Projeter ΣF = m·a sur chaque axe et résoudre.

3. Deux classiques du TD

Le caillou lancé

Seul le poids agit : a = g vers le bas. Trajectoire parabolique ; portée fonction de v₀ et de l’angle α.

Le skieur

Poids + normale + frottements (T = f·N). Sur la pente : m·a = m·g·sinα − f·m·g·cosα − λv → vitesse limite quand a = 0.

4. Vitesse limite

Quand les frottements croissent avec la vitesse (F = −λ·v), l'accélération diminue jusqu'à s'annuler : le solide atteint sa vitesse limite v∞ = m·g(sinα − f·cosα)/λ. Le TD du skieur donne v∞ ≈ 56 m/s pour λ = 1, f = 0,9, α = 45°, m = 80 kg.

En images

Principe fondamental de la dynamique : la résultante ΣF et l'accélération a portées par la même direction et le même sens, ΣF = m · a

Pour aller plus loin

À retenir
  • ΣF = m·a — la statique n’est que le cas a = 0.
  • Toujours : isoler → bilan → axes adaptés → projeter.
  • Vitesse limite : atteinte quand les frottements équilibrent le moteur du mouvement (a = 0).

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