On considère un livre posé sur une table, immobile dans le référentiel terrestre.
Sur la figure suivante, le poids du livre a été représenté :
D'après le principe d'inertie, quelle est la représentation correcte de la réaction normale qu'exerce la table sur le livre ?
D'après le principe d'inertie, le livre étant immobile dans le référentiel terrestre, les forces qui s'exercent sur lui, le poids \overrightarrow{P} et la réaction normale de la table \overrightarrow{R_N}, se compensent.
On peut donc écrire la relation vectorielle suivante :
\overrightarrow{P} + \overrightarrow{R_N} = \overrightarrow{0}
D'où :
\overrightarrow{R_N} = -\overrightarrow{P}
On peut en déduire que la réaction normale de la table \overrightarrow{R_N} est représentée par un vecteur de même direction et de même valeur que le vecteur représentant le poids du livre \overrightarrow{P} mais de sens opposé.
De plus, le point d'application de cette force se trouve au centre de la surface de contact entre le livre et la table.
Ainsi, la représentation correcte de la réaction normale qu'exerce la table sur le livre est la suivante :
On considère une balle sur une table et en mouvement rectiligne et uniforme dans le référentiel terrestre.
Sur la figure suivante, la réaction normale de la table a été représentée :
D'après le principe d'inertie, quelle est la représentation correcte du poids qui s'exerce sur la balle ?
D'après le principe d'inertie, la balle étant immobile dans le référentiel terrestre, les forces qui s'exercent sur elle, le poids \overrightarrow{P} et la réaction normale de la table \overrightarrow{R_N}, se compensent.
On peut donc écrire la relation vectorielle suivante :
\overrightarrow{P} + \overrightarrow{R_N} = \overrightarrow{0}
D'où :
\overrightarrow{P} = - \overrightarrow{R_N}
On peut en déduire que le poids \overrightarrow{P} est représenté par un vecteur de même direction et de même valeur que le vecteur représentant la réaction normale de la table \overrightarrow{R_N} mais de sens opposé.
De plus, le point d'application de cette force se trouve sur le centre de gravité de la balle.
Ainsi, la représentation correcte du poids qui s'exerce sur la balle est la suivante :
On considère un ballon qui chute vers le sol.
Dans le référentiel terrestre, le mouvement du ballon est rectiligne et uniforme.
Sur la figure suivante, le poids du ballon a été représenté :
D'après le principe d'inertie, quelle est la représentation correcte des frottements de l'air qui s'exercent sur la balle ?
D'après le principe d'inertie, la balle étant en mouvement dans le référentiel terrestre, les forces qui s'exercent sur elle, le poids \overrightarrow{P} et les frottements de l'air \overrightarrow{f}, se compensent.
On peut donc écrire la relation vectorielle suivante :
\overrightarrow{P} + \overrightarrow{f} = \overrightarrow{0}
D'où :
\overrightarrow{f} = - \overrightarrow{P}
On peut en déduire que les frottements de l'air \overrightarrow{f} sont représentés par un vecteur de même direction et de même valeur que le vecteur représentant le poids de la balle \overrightarrow{P} mais de sens opposé.
De plus, le point d'application de cette force se trouve sur le centre de gravité de la balle.
Ainsi, la représentation correcte des frottements de l'air qui s'exercent sur la balle est la suivante :
On considère un skieur en mouvement rectiligne et uniforme dans le référentiel terrestre.
Sur la figure suivante, le vecteur \overrightarrow{S} représentant la somme du poids \overrightarrow{P} du skieur et de la réaction normale du sol \overrightarrow{R_N} a été représenté :
La troisième force qui s'exerce sur le skieur est la force de frottements \overrightarrow{f} exercée par le sol.
D'après le principe d'inertie, quelle est la représentation correcte de cette force de frottements qui s'exerce sur le skieur ?
Le skieur est soumis aux forces suivantes :
- son poids \overrightarrow{P} et la réaction normale du sol \overrightarrow{R_N} dont la somme est représentée par le vecteur \overrightarrow{S} ;
- les frottements de l'air \overrightarrow{f}.
Sur la chronophotographie du skieur, on remarque que ses positions sont à égale distance les unes des autres. On peut en conclure qu'il avance à vitesse constante, et par conséquent la somme des forces qui s'appliquent sur lui est nulle, c'est-à-dire que la somme \overrightarrow{S} et les frottements de l'air \overrightarrow{f} se compensent.
On peut donc écrire la relation vectorielle suivante :
\overrightarrow{S} + \overrightarrow{f} = \overrightarrow{0}
D'où :
\overrightarrow{f} = - \overrightarrow{S}
On peut en déduire que les frottements de l'air \overrightarrow{f} sont représentés par un vecteur de même direction et de même valeur que le vecteur représentant la somme des forces \overrightarrow{S} mais de sens opposé.
De plus, le point d'application de cette force se trouve sur le centre de gravité du skieur.
Ainsi, la représentation correcte de la force de frottements qui s'exerce sur le skieur est la suivante :
On considère une bille métallique suspendue à un fil et attirée par un aimant. La bille est en équilibre dans le référentiel terrestre.
Sur la figure suivante, le vecteur \overrightarrow{S} représente la somme du poids de la bille et de la tension du fil :
La troisième force qui s'exerce sur la bille est la force d'attraction magnétique \overrightarrow{F} exercée par l'aimant.
D'après le principe d'inertie, quelle est la représentation correcte de cette force d'attraction magnétique qui s'exerce sur la bille ?
La bille est soumise aux forces suivantes :
- son poids \overrightarrow{P} et la tension du fil \overrightarrow{T} dont la somme est représentée par le vecteur \overrightarrow{S} ;
- l'attraction magnétique exercée par l'aimant \overrightarrow{F}.
D'après le principe d'inertie, la bille étant à l'équilibre dans le référentiel terrestre, les forces qui s'exercent sur elle, la somme \overrightarrow{S} et l'attraction de l'aimant \overrightarrow{F}, se compensent.
On peut donc écrire la relation vectorielle suivante :
\overrightarrow{S} + \overrightarrow{F} = \overrightarrow{0}
D'où :
\overrightarrow{F} = - \overrightarrow{S}
On peut en déduire que l'attraction magnétique \overrightarrow{F} est représentée par un vecteur de même direction et de même valeur que le vecteur représentant la somme des forces s'exerçant sur la bille \overrightarrow{S} mais de sens opposé.
De plus, le point d'application de cette force se trouve sur le centre de gravité de la bille.
Ainsi, la représentation correcte de la force d'attraction magnétique qui s'exerce sur la bille est la suivante :
