La mécanique
La mécanique est la partie de la physique qui étudie les mouvements des corps et les forces qui les produisent ou les modifient.
Le référentiel
Un mouvement n'existe que par rapport à un référentiel (objet de référence). Un passager est immobile par rapport au train, mais en mouvement par rapport au sol. Il faut donc toujours préciser le référentiel choisi.
La vitesse
La vitesse moyenne d'un mobile se calcule par :
v = d / t
avec d la distance parcourue (m) et t la durée (s). Elle s'exprime en mètres par seconde (m/s).
Les types de mouvement
- Rectiligne : la trajectoire est une droite.
- Circulaire : la trajectoire est un cercle.
- Uniforme : la vitesse est constante.
- Accéléré / ralenti : la vitesse varie.
Les forces
Une force est une action mécanique exercée sur un corps. Elle est représentée par un vecteur (point d'application, direction, sens, valeur en newtons N). On la mesure avec un dynamomètre.
Poids et masse
La masse m (en kg) est une quantité de matière. Le poids P est la force d'attraction exercée par la Terre :
P = m × g
avec g ≈ 9,8 N/kg sur Terre. Le poids varie selon l'astre, la masse non.
Les lois de Newton
- Principe d'inertie : si les forces se compensent, le mouvement est rectiligne uniforme ou nul.
- Relation fondamentale : la somme des forces est égale à m × a (masse × accélération).
- Actions réciproques : si A exerce une force sur B, alors B exerce une force opposée sur A.
Travail et énergie
Le travail d'une force traduit le transfert d'énergie. L'énergie mécanique d'un corps est la somme de son énergie cinétique (Ec = ½ m v²) et de son énergie potentielle (Ep = m g h). En l'absence de frottements, l'énergie mécanique se conserve.
À retenir
Retenir la nécessité du référentiel, la formule de la vitesse, la distinction masse/poids et les trois lois de Newton.