Fiche de révision : Principe d'inertie
En bref
Le principe d'inertie énonce qu'un corps soumis à des forces qui se compensent (ou à aucune force) est soit immobile, soit en mouvement rectiligne uniforme. Une force modélise une action mécanique et se représente par un vecteur. Le poids est la force de gravitation exercée par la Terre sur un objet. Un diagramme forces-interactions permet de visualiser les forces appliquées.
Points clés
- Un système est isolé si aucune force ne s'exerce sur lui ; pseudo-isolé si les forces se compensent.
- Le principe d'inertie : dans un référentiel terrestre, un système isolé ou pseudo-isolé persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme.
- Une force est une action mécanique capable de déformer un objet ou de modifier son mouvement ; elle se représente par un vecteur (point d'application, direction, sens, intensité en N).
- Le poids P = m × g, avec m en kg, g ≈ 9,8 N/kg sur Terre.
- La gravitation est une interaction attractive entre deux masses ; le poids en est une manifestation à la surface de la Terre.
- Un diagramme forces-interactions (ou diagramme objet-interactions) liste tous les systèmes en interaction avec l'objet étudié.
- Si la somme vectorielle des forces est nulle, le mouvement est rectiligne uniforme ou le système est immobile.
Définitions & formules
Force
Modélisation d'une action mécanique ; vecteur caractérisé par point d'application, direction, sens et intensité (en N).
Principe d'inertie
Dans un référentiel terrestre, un système isolé ou pseudo-isolé conserve son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme.
Poids
Force de gravitation exercée par la Terre sur un objet ; P = m × g, verticale, vers le bas.
Interaction
Action réciproque entre deux systèmes ; modélisée par deux forces opposées (3e loi de Newton, hors programme mais utile).
Diagramme forces-interactions
Schéma représentant l'objet étudié et tous les systèmes avec lesquels il interagit, avec les forces correspondantes.
Méthode flash
- 1Identifier le système étudié et le référentiel (terrestre par défaut).
- 2Faire le bilan des forces : lister toutes les actions mécaniques extérieures au système (diagramme forces-interactions).
- 3Représenter chaque force par un vecteur (point d'application, direction, sens, longueur proportionnelle à l'intensité).
- 4Appliquer le principe d'inertie : si les forces se compensent (vecteurs s'annulant), alors le système est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme.
Exemple corrigé
Énoncé
Une balle de masse 500 g est posée immobile sur une table. Quelles forces s'exercent sur elle ? Sont-elles compensées ?
Résolution
Poids P = m×g = 0,5×9,8 = 4,9 N (vertical vers le bas). Réaction de la table R (verticale vers le haut). La balle étant immobile, les forces se compensent : R = P = 4,9 N.
Pièges à éviter
❌ Faux : Un objet en mouvement est nécessairement soumis à une force dans le sens du mouvement.
✅ Correct : Un objet en mouvement rectiligne uniforme n'est soumis à aucune force nette (forces compensées).
❌ Faux : Le poids et la masse sont la même chose.
✅ Correct : La masse (kg) est une propriété de l'objet ; le poids (N) est la force de gravitation qui dépend de g.
❌ Faux : Si un objet est immobile, aucune force ne s'exerce sur lui.
✅ Correct : Il peut subir des forces qui se compensent (exemple : livre sur une table).
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