Quatre affirmations sur le principe d'inertie
Exercice d'entraînement · niveau 3 (difficile) · physique (seconde), chapitre 3 — Modélisation des Actions Mécaniques et Principe d'Inertie · Bilan des forces et principe d'inertie
Énoncé
Dire si chacune des affirmations suivantes est vraie ou fausse, et justifier à chaque fois par le principe d'inertie ou sa contraposée, en donnant un exemple concret.
- 1. « Un objet immobile n'est soumis à aucune force. »
- 2. « Si les forces exercées sur un système se compensent, alors ce système est immobile. »
- 3. « Un système en mouvement rectiligne uniforme peut être soumis à plusieurs forces. »
- 4. « Si la trajectoire d'un système est courbe, alors les forces qui s'exercent sur lui ne se compensent pas. »
Corrigé
- 1. Faux. Un livre posé sur une table est immobile et pourtant soumis à deux forces : son poids et la réaction de la table. Le principe d'inertie n'affirme pas l'absence de forces, mais que celles-ci se compensent : leur somme vectorielle est nulle, ce qui n'est pas la même chose que leur absence.
- 2. Faux. Des forces qui se compensent laissent deux possibilités : le repos ou le mouvement rectiligne uniforme. Un palet qui glisse sans frottement à vitesse constante en est l'exemple : ses forces se compensent, et il n'est pas immobile.
- 3. Vrai. C'est même le cas courant. Un parachutiste qui descend à vitesse constante subit son poids et la force de l'air, deux forces bien réelles qui se compensent exactement.
- 4. Vrai. C'est la contraposée du principe d'inertie : si le mouvement n'est pas rectiligne uniforme — et une trajectoire courbe suffit à le disqualifier, même à vitesse constante —, alors les forces ne se compensent pas. Une voiture qui prend un virage à allure régulière en est l'illustration : quelque chose doit la faire tourner, en l'occurrence l'action du sol sur ses roues.
Le fil commun. Le principe d'inertie relie deux propositions : « les forces se compensent » et « le mouvement est rectiligne uniforme (ou le système est au repos) ». Chacune entraîne l'autre — et c'est en niant l'une qu'on obtient la négation de l'autre.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.