Cours en ligne physique chimie en Première

Chapitres physique-chimie en Première

Cours sur les mouvements et forces en 1ère

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Résumé de cours Exercices et corrigés

Cours en ligne de physique en Première

Ce cours de mécanique sur les mouvements et forces destiné aux élèves de 1ère générale permet de travailler le cours sur les notions suivantes : le vecteur vitesse, le vecteur force et la deuxième loi de Newton. Cette partie du programme est généralement traitée après le cours sur les interactions et champs en 1ere. Beaucoup d’élèves ont du mal avec ces chapitres de mécanique en première. Ils font appel à des cours à domicile ou en ligne de physique pour progresser.

Vous pouvez consulter d’autres résumés de cours de physique chimie en première sur notre site : Molécules organiques, synthèses organiques, énergie et réactions chimiques, etc.

Cours sur le vecteur vitesse en 1ère

1. Un mobile ou point matériel $M$ se déplace au cours du temps.

Sa position à la date ou à l’instant $t$ est notée $M(t)$

L’ensemble des positions successives de $M$ pendant une certaine durée s’appelle la trajectoire de $M$

Il est possible de décrire assez fidèlement le mouvement de $M$ sur l’intervalle des dates $[0,t_f]$ ( $t_f$ est la date finale) en définissant une courte durée, ou pas de temps $\Delta t$ et en traçant la suite des points

$M_0 =M(0)$

$M_1=M(\Delta t)$

$M_2=M(2\Delta t)$

$\ldots$

$M_k=M(k\Delta t)$

$\ldots$

On obtient ainsi le chronogramme du mouvement. Son analyse va permettre, dans les paragraphes suivants, de déterminer des caractéristiques importantes du mouvement de $M$

Exemple : Chronogramme

Voici le chronogramme qui servira de support aux paragraphes suivants.

2. Le vecteur vitesse $\vec{v}(t)$ à une date $t$ donnée a pour caractéristiques

* direction : tangente à la trajectoire

* sens : celui du mouvement

* norme : valeur $v(t)$ de la vitesse instantanée, exprimée en mètres par seconde.

On peut construire le vecteur vitesse à partir du chronogramme du mouvement.

Méthode 1 pour construire un vecteur vitesse en première

* On trace le vecteur

$\vec{M(t-\Delta t)M(t+\Delta t)}$

Sa direction et son sens sont ceux de $\vec{v}(t)$

* On mesure sa norme et on obtient la norme $v(t)$ en la divisant par la durée $2\Delta t$

$v(t)\simeq\displaystyle{\frac{M(t-\Delta t)M(t+\Delta t)}{2\Delta t}}$

* En utilisant une échelle prédéfinie

$v$ en $\mathrm{m\cdot s^{-1}}\leftrightarrow d$ en m

On trace à partir de $M(t)$ le vecteur $\vec{v}(t)$ , parallèle à $\vec{M(t-\Delta t)M(t+\Delta t)}$ et de longueur $d$

Voici le tracé de $\vec{v}_3$ selon cette méthode, l’échelle est indiquée en bas.

Méthode 2 pour tracer un vecteur vitesse en 1ere

* On trace le vecteur

$\vec{M(t)M(t+\Delta t)}$

Sa direction et son sens sont ceux de $\vec{v}(t)$

* On mesure sa norme et on obtient la norme $v(t)$ en la divisant par la durée $\Delta t$

$v(t)\simeq\displaystyle{\frac{M(t)M(t+\Delta t)}{\Delta t}}$

* En utilisant une échelle prédéfinie

$v$ en $\mathrm{m\cdot s^{-1}}\leftrightarrow d$ en m

On trace à partir de $M(t)$ le vecteur $\vec{v}(t)$ , parallèle à $\vec{M(t)M(t+\Delta t)}$ et de longueur $d$

La méthode 2 est plus rapide, mais moins précise que la méthode 1.

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Mouvements et forces 1ère : Vecteur force

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Mouvements et forces : Deuxième loi de Newton

Deuxième loi de Newton, expression approchée

Un mobile $M$ de masse $m$ est soumis à un ensemble de forces dont la somme est notée $\vec{F}$

Soit $\Delta t$ une petite durée ou pas de temps.

Entre les dates $t$ et $t+\Delta t$ , le vecteur vitesse varie de

$\Delta \vec{v}=\vec{v}(t+\Delta t)-\vec{v}(t)$

L’expression approchée de la deuxième loi de Newton s’écrit

$\vec{F}=\displaystyle{m\frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}}$

Ainsi, en unités, le newton est égal à des kilogrammes multipliés par des mètres par seconde par seconde.

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

Le vecteur force $\vec{F}$ a donc la même direction et le même sens que celui de l’infléchissement de la vitesse $\Delta \vec{v}$

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Détermination du mouvement à partir des forces

Un mobile $M$ de masse $m$ est soumis à un ensemble de forces dont on connaît la somme $\vec{F}$ à tout instant

A partir d’une position initiale $M_0$ où le mobile possède un vecteur vitesse initiale $\vec{v}_0$ et est soumis à une force $\vec{F}_0$ , étant donné un pas de temps $\Delta t$ et un point origine $O$ , on détermine