Forces et accélération
Pousse un bloc sur une surface rugueuse : c'est la force résultante, et non la force appliquée, qui fixe l'accélération.
Juste le résultat ? Formules de physique
Vitesse en fonction du temps
Mesures
Ce qui se passe
Le frottement s'oppose au mouvement avec une force μmg. Tant que la force appliquée est plus petite, le bloc reste immobile ou ralentit. Au-delà, la force résultante F − μmg accélère la masse, et le graphique vitesse-temps devient une droite dont la pente vaut exactement a = Fnet/m.
Collège et seconde : forces, principe d'inertie. Lycée (physique-chimie) : deuxième loi de Newton et frottements.
Fais les calculs avec Équations du mouvement.
Défi
Prédis d'abord : avec m = 5 kg et μ = 0,4, quelle force faut-il appliquer pour que le bloc commence à bouger ? Calcule μmg, puis teste.
μmg = 0,4 × 5 × 9,8 ≈ 19,6 N : toute force appliquée supérieure à environ 19,6 N met le bloc en mouvement.
Questions fréquentes
- Que dit la deuxième loi de Newton ?
- La somme des forces appliquées à un objet est égale à sa masse multipliée par son accélération, F = ma. Double la force résultante, l'accélération double ; double la masse, elle est divisée par deux.
- Pourquoi le bloc ne bouge-t-il pas quand je pousse doucement ?
- Le frottement compense ta poussée jusqu'à une limite de μs fois le poids. Ce n'est qu'au-delà qu'une force résultante apparaît et que le bloc accélère.
- Pourquoi le graphique vitesse-temps est-il une droite ?
- Avec une force résultante constante, l'accélération est constante, et l'accélération est la pente du graphique vitesse-temps.
- Quelle force faut-il pour une accélération donnée avec frottement ?
- Ajoute la force pour accélérer et le frottement : F = m(a + μg). Un bloc de 5 kg avec μ = 0,2 demande F = 5 × (2 + 0,2 × 9,8) = 19,8 N pour accélérer à 2 m/s². C'est plus que les 9,8 N d'adhérence, donc il démarre. Choisis Force nécessaire dans Calculer pour voir chaque étape.