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exercice corrigé
Ep #01 les chapitres Mécanique du point matériel
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TD Mécanique du point
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Mécanique du point
Introduction
L’étude du mouvement d’un point implique nécessairement la présence simultanée du point et d’un observateur qui analyse le mouvement de ce point. Selon la position de l’observateur les conclusions peuvent être différentes alors que l’étude porte sur le même point
Considérons l’exemple simple de la chute d’une bille réalisée dans le wagon d’un train qui se déplace sur une voie rectiligne à vitesse constante
Les résultats de l’étude de ce mouvement obtenus par un observateur assis dans ce wagon et un autre immobile sur le quai seront inévitablement différents
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Notion de référentiel
➤ Un référentiel peut être caractérisé par son nom. Dans les exemples précédents on peut parler du référentiel « train » (constitué de tout ce qui est fixe par rapport au train) ou du référentiel Terrestre constitué de tout ce qui est fixe par rapport à la Terre sans qu’il y ait d’ambiguïté.
➤ Un référentiel peut aussi être caractérisé par un point O et trois directions fixes dans ce référentiel c’est-à-dire par un repère (O, x, y, z). Tout ce qui est fixe dans ce repère constitue le référentiel. Par exemple, pour l’étude du mouvement d’une bille dans un laboratoire il est possible de choisir un point O correspondant à la position de la bille à un instant initial et 3 axes Ox (longueur), Oy (largeur) et Oz (hauteur) lié au laboratoire
Le repère R(O, x, y, z) définit le référentiel d’étude correspondant au référentiel « laboratoire ».
PRINCIPE D’INERTIE : PREMIÈRE LOI DE NEWTON
La mécanique, comme de nombreuses branches de la physique, prend ses fondements dans des principes ou des postulats que l’on ne démontre pas
Vérifiés expérimentalement, ils restent valables tant qu’il n’existe pas d’expériences les mettant en défaut. Parmi ceux-ci nous trouvons le principe d’inertie qui est à la base de l’étude du mouvement des systèmes matériels
Ce principe, déjà entrevu par Galilée1, a été repris par Newton2 et constitue ce que l’on appelle la première loi de Newton.