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Physique

Première loi de Newton ou loi d'inertie

Première loi de Newton ou loi d'inertie

La première loi de Newton est une loi fondamentale de la dynamique, c'est-à-dire des mouvements des corps. Cette loi a été développée par Isaac Newton et est aussi communément appelée loi de l'inertie car l'inertie est la résistance au changement (vitesse constante).

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La première loi de Newton stipule que :

"Chaque corps continue dans un état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite à moins qu'il ne soit contraint de changer cet état par des forces qui lui sont imposées."

Si un objet a une accélération nulle s'il est dans un état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme. Par conséquent, cette loi peut également être exprimée comme suit : « Si aucune force extérieure n'est exercée sur un objet, l'accélération de l'objet est nulle. La force exercée par un objet est proportionnelle au produit de la masse et de l'accélération.

Exemples de la première loi de Newton

Un dynamomètre

Une application courante consiste à peser un objet sur un dynamomètre. Lorsque vous placez un objet sur le dynamomètre, l'objet subira deux forces dans des directions opposées :

  • une force nette qui le poussera vers le bas (force de gravité).

  • D'autre part, le dynamomètre exercera une force de réaction en sens inverse par le principe de réaction d'action.

Lorsque la force exercée par le dynamomètre est égale à la force causée par le poids de l'objet, le corps restera au repos. La loi d'inertie s'applique donc : si la somme des forces agissant sur l'objet est nulle, l'accélération est nulle.

La rotation des planètes du système solaire

Les planètes tournent autour du Soleil grâce à la force de gravité du Soleil. Sans la présence du Soleil, les planètes décriraient une trajectoire linéaire à vitesse constante. Cependant, le Soleil exerce une force centripète sur les planètes qui provoque une accélération centripète qui modifie constamment sa trajectoire, les faisant tourner autour de lui.

Les premiers systèmes de référence de la loi de Newton

La première loi d'inertie ne peut pas être appliquée dans tous les référentiels.

Appliquons la loi à une pierre (objet « A ») située dans une rue (repère 1) sur laquelle aucune force n'est appliquée.

L'accélération de la pierre par rapport au repère 1 est nulle et donc la loi d'inertie est satisfaite.

Supposons maintenant qu'une voiture (cadre de référence 2) accélère par rapport au système 1. Dans ce cas, un observateur dans la voiture verrait la pierre accélérer sans qu'aucune force ne lui soit appliquée. Par conséquent, la loi d'inertie ne peut être appliquée à aucun référentiel si elle est accélérée par rapport au premier référentiel.

La première loi de Newton ne peut s'appliquer qu'à un type particulier de référentiel. Ce système est appelé référentiel inertiel. Pour qu'un référentiel soit inertiel, il doit se déplacer avec une vitesse relative constante par rapport au premier référentiel.

Auteur :

Date de publication : 6 novembre 2021
Dernier examen : 6 novembre 2021