10. Deuxième loi de Newton
Fiche de révision — Bac spécialité physique-chimie • mrnasri.com
- Énoncer et appliquer la deuxième loi de Newton
- Faire un bilan des forces sur un système
- Déterminer la nature du mouvement à partir des forces
- Utiliser ΣF⃗ = m·a⃗ dans un référentiel galiléen
I. Référentiel galiléen
Un référentiel galiléen est un référentiel dans lequel le principe d'inertie est vérifié : un objet isolé ou pseudo-isolé est au repos ou en mouvement rectiligne uniforme.
Exemples : référentiel terrestre (pour un mouvement bref), géocentrique, héliocentrique.
II. Deuxième loi de Newton
Dans un référentiel galiléen, la somme vectorielle des forces appliquées à un système de masse m égale le produit de m par son accélération :
III. Méthode pour appliquer
- Choisir le système et le référentiel galiléen.
- Faire le bilan des forces extérieures (poids, normale, frottements, tension...).
- Tracer le diagramme objet-force.
- Projeter ΣF⃗ = m·a⃗ sur les axes choisis (x, y).
- Résoudre pour trouver a⃗, puis v⃗(t), puis OM⃗(t).
IV. Cas particuliers
- Si ΣF⃗ = 0⃗ : a⃗ = 0⃗ → mouvement rectiligne uniforme (ou repos).
- Si ΣF⃗ constant et non nul : a⃗ constant → mouvement uniformément accéléré.
- Si ΣF⃗ centripète : mouvement circulaire.
V. Exemple type Bac
Énoncé. Une voiture de 1 200 kg démarre. Le moteur exerce une force motrice horizontale de 3 600 N. On néglige les frottements.
1) Faire le bilan des forces.
Poids P⃗ (vertical), réaction normale R⃗ (verticale), force motrice F⃗ (horizontale).
2) Calculer l'accélération.
Verticalement : R = P (équilibre). Horizontalement : F = m·a → a = 3 600 / 1 200 = 3,0 m/s².
⚠ Erreurs fréquentes à éviter
- Oublier une force dans le bilan (poids, normale, frottement).
- Confondre masse (kg) et poids (N).
- Travailler dans un référentiel non galiléen sans le préciser.
- Mélanger ΣF⃗ scalaire et vectorielle.
★ À retenir absolument
• ΣF⃗ = m·a⃗ dans un référentiel galiléen
• Bilan des forces extérieures uniquement
• Si ΣF⃗ = 0⃗ → mouvement rectiligne uniforme
• Projeter sur des axes adaptés