Trois phases pour un wagon

Exercice de TD · niveau 3 (difficile) · physique (seconde), chapitre 3 — Modélisation des Actions Mécaniques et Principe d'Inertie · Bilan des forces et principe d'inertie

Énoncé

Un wagon roule sur des rails horizontaux. Pour chacune des trois phases suivantes, indiquer si la somme des forces extérieures est nulle ou non, en justifiant à l'aide du principe d'inertie ou de sa contraposée.

1. Le wagon roule en ligne droite à vitesse constante.
2. Le conducteur freine : le wagon ralentit tout en restant en ligne droite.
3. Le wagon aborde un virage en gardant une vitesse constante.

Corrigé

1. Mouvement rectiligne uniforme : d'après le principe d'inertie, les forces se compensent, $\sum F_{ext} = 0$ .
2. La valeur de la vitesse varie (elle diminue) : le mouvement n'est pas uniforme. Par la contraposée, $\sum F_{ext} \neq = 0$ : les forces ne se compensent pas.
3. La trajectoire n'est pas rectiligne : par la contraposée, $\sum F_{ext} \neq = 0$ , même si la vitesse est constante. Il suffit qu'une seule des deux conditions — trajectoire droite, vitesse constante — soit en défaut.

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