Objectifs du parcours
Ce que tu vas savoir faire
- Décider si le modèle du point matériel convient.
- Annoncer le référentiel d’étude.
- Déterminer si une somme vectorielle de forces est nulle.
- Exploiter le principe d’inertie et sa contraposée.
- Relier qualitativement Δv⃗ à la somme des forces extérieures.
- Raisonner sur une chute libre avec ou sans vitesse initiale.
Le chapitre en bref
Dans un référentiel où le principe d’inertie est applicable, une somme vectorielle des forces extérieures nulle correspond à un vecteur vitesse constant : repos ou mouvement rectiligne uniforme. Par contraposée, si le vecteur vitesse varie en valeur, direction ou sens, la somme des forces extérieures n’est pas nulle. En chute libre sans air, le poids seul impose une variation de vitesse dirigée vers le bas.
1. Quand le modèle du point matériel est-il pertinent ?
Le point matériel conserve la masse, la position et le mouvement global du système, mais efface sa rotation, sa forme et ses déformations. Il convient pour suivre le centre d’un palet, pas pour étudier la rotation d’une toupie.
La pertinence dépend de la question et non de la taille réelle de l’objet. Une planète peut être modélisée par un point pour son orbite, tandis qu’un petit objet doit rester étendu si sa rotation importe.
2. Dans quel référentiel appliquer le principe ?
Le principe d’inertie s’exploite dans un référentiel galiléen ou suffisamment bien approximé comme tel. Pour une expérience brève près du sol, le référentiel terrestre est souvent une approximation adaptée.
Un bus qui accélère ou un manège en rotation n’est pas directement un tel référentiel. Sans annoncer le cadre, une conclusion sur les forces peut attribuer à l’objet une action qui vient seulement du choix du repère.
3. Que signifie « les forces se compensent » ?
Les forces se compensent lorsque leur somme vectorielle est le vecteur nul. Deux forces opposées se compensent seulement si elles s’exercent sur le même système, ont la même direction, des sens opposés et la même valeur.
Une somme nulle n’implique pas l’absence de forces. Un livre immobile sur une table reçoit son poids et l’action du support ; elles peuvent avoir une somme nulle dans ce modèle.
4. Principe ou contraposée : quelle conclusion tirer ?
Si ΣF⃗ext=0⃗, alors v⃗ reste constant dans le référentiel choisi : le point reste au repos si v⃗=0⃗ ou suit un mouvement rectiligne uniforme sinon.
La contraposée dit que si v⃗ varie, alors ΣF⃗ext≠0⃗. Une trajectoire courbe suffit : même si la valeur de la vitesse reste constante, sa direction et donc le vecteur changent.
5. Quel lien entre somme des forces et Δv⃗ ?
Entre deux instants voisins, Δv⃗=v⃗₂−v⃗₁. Si Δv⃗ est non nul, les actions extérieures ont une somme non nulle. Sa direction est qualitativement celle de la variation du vecteur vitesse dans les situations étudiées.
Ralentir vers la droite donne un Δv⃗ vers la gauche ; tourner à valeur constante donne aussi un Δv⃗ non nul. Le programme de seconde demande ce lien qualitatif : il n’est pas nécessaire d’introduire ici la relation quantitative de dynamique.
6. Que devient Δv⃗ en chute libre verticale ?
En chute libre, on néglige l’air : le poids est la seule force extérieure. La somme des forces et Δv⃗ sont donc dirigés verticalement vers le bas entre deux instants voisins.
Un objet lâché ou lancé vers le bas gagne de la vitesse. Un objet lancé vers le haut possède d’abord v⃗ vers le haut mais Δv⃗ vers le bas : sa valeur de vitesse diminue jusqu’au sommet, puis augmente vers le bas. Variation de vitesse et accélération ne sont pas la même grandeur : pour une durée Δt, Δv⃗ est relié à g⃗Δt dans ce modèle.
Erreurs fréquentes
L'essentiel à mémoriser
- Point validé.
- Référentiel annoncé.
- Somme vectorielle.
- Principe routé.
- Δv⃗ interprété.
- Chute libre orientée.
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Sources et traçabilité
Dernière vérification : 2026-08-12
- Programme de physique-chimie de seconde générale et technologique, Ministère de l’Éducation nationale, consulté le 2026-08-09.
- Physique-chimie, enseignement commun, classe de seconde, Ministère de l’Éducation nationale, consulté le 2026-08-09.
- Programmes et ressources en physique-chimie — voie GT, Éduscol, consulté le 2026-08-09.