6 : Applications des lois de Newton
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Les courses automobiles ont gagné en popularité ces dernières années. Au fur et à mesure que chaque voiture se déplace sur une trajectoire incurvée dans le virage, ses roues tournent également rapidement. Les roues effectuent de nombreuses révolutions alors que la voiture n'en fait qu'une partie (un arc de cercle). Comment décrire les vitesses, les accélérations et les forces impliquées ? Quelle force empêche une voiture de course de tourner et de heurter le mur qui borde la piste ? Qu'est-ce qui fournit cette force ? Pourquoi la piste est-elle bloquée ? Nous répondons à toutes ces questions dans ce chapitre alors que nous approfondissons notre examen des lois du mouvement de Newton.
- 6.1 : Prélude à l'application des lois de Newton
- Les courses automobiles ont gagné en popularité ces dernières années. Lorsque chaque voiture se déplace sur une trajectoire incurvée dans le virage, ses roues tournent également rapidement. Les roues effectuent de nombreuses révolutions alors que la voiture n'en fait qu'une partie (un arc de cercle). Comment décrire les vitesses, les accélérations et les forces impliquées ? Quelle force empêche une voiture de course de tourner et de heurter le mur qui borde la piste ? Qu'est-ce qui fournit cette force ? Pourquoi la piste est-elle bloquée ? Nous répondons à toutes ces questions dans ce chapitre au fur et à mesure que nous développons notre c
- 6.2 : Résoudre des problèmes avec les lois de Newton (1ère partie)
- Les lois du mouvement de Newton peuvent être appliquées dans de nombreuses situations pour résoudre des problèmes de mouvement. Certains problèmes contiennent de multiples vecteurs de force agissant dans différentes directions sur un objet.
- 6.3 : Résoudre des problèmes avec les lois de Newton (partie 2)
- Certains problèmes de mouvement contiennent plusieurs grandeurs physiques, telles que les forces, l'accélération, la vitesse ou la position. Vous pouvez appliquer des concepts issus de la cinématique et de la dynamique pour les résoudre.
- 6.4 : Friction (partie 1)
- Lorsqu'un corps est en mouvement, il a de la résistance parce que le corps interagit avec son environnement. Cette résistance est une force de friction. La friction s'oppose au mouvement relatif entre les systèmes en contact mais nous permet également de bouger, un concept qui devient évident si vous essayez de marcher sur la glace. La friction est une force courante mais complexe, dont le comportement n'est pas encore complètement compris. Néanmoins, il est possible de comprendre les circonstances dans lesquelles il se comporte.
- 6.5 : Friction (partie 2)
- Le simple frottement est toujours proportionnel à la force normale. Lorsqu'un objet ne se trouve pas sur une surface horizontale, comme dans le cas d'un plan incliné, il faut déterminer la force agissant sur l'objet qui est dirigée perpendiculairement à la surface.
- 6.6 : Force centripète
- La force centripète est une force « orientée vers le centre » qui pointe toujours vers le centre de rotation afin qu'elle soit perpendiculaire à la vitesse linéaire. Les cadres de référence rotatifs et accélérés ne sont pas inertiels. Les forces inertielles, telles que la force de Coriolis, sont nécessaires pour expliquer le mouvement dans de tels cadres.
- 6.7 : Force de traînée et vitesse terminale
- Les forces de traînée agissant sur un objet se déplaçant dans un fluide s'opposent au mouvement. Pour les objets plus grands (tels qu'une balle de baseball) se déplaçant à une certaine vitesse dans l'air, la force de traînée est déterminée à l'aide du coefficient de traînée, de la surface de l'objet faisant face au fluide et de la densité du fluide. Pour les petits objets (comme une bactérie) se déplaçant dans un milieu plus dense, la force de traînée est donnée par la loi de Stokes.
Vignette : Stock cars participant à la course Grand National Divisional sur l'Iowa Speedway en mai 2015. Les voitures atteignent souvent des vitesses de 200 mi/h (320 km/h).