Physique · 10 / 12
Forces et énergie : choisir le système
Terminale · Exemple résolu et 4 exercices corrigés, à ton rythme.
Le principe, simplement
Une force décrit une interaction. Dans un référentiel galiléen et à masse constante, la somme vectorielle des forces vaut m fois l’accélération. L’énergie cinétique vaut mv²/2 ; elle ne dépend pas du sens de la vitesse. Un bilan énergétique demande d’identifier transferts et variations, pas de déclarer toute énergie constante.
- 01Système
- 02Interactions
- 03Résultante
- 04Accélération ou bilan énergétique
EXEMPLE RÉSOLU
Du cours au raisonnement
Une masse de 2 kg avec une force résultante de 6 N a une accélération de 3 m/s². À 4 m/s, son énergie cinétique vaut 16 J.
Résoudre un problème dans cette matière
- Dessiner le système
Délimite l’objet étudié, le référentiel et l’axe positif. Sur un bilan de forces, dessine les interactions extérieures ; une flèche est une force appliquée au système.
- Trier les grandeurs
Sépare données et inconnues, puis convertis les unités avant substitution. Écris 36 km/h = 10 m/s ; ne remplace pas 36 directement dans une formule en unités SI.
- Écrire le modèle
Choisis une loi qui correspond aux hypothèses : accélération constante, lentille mince, résistance ohmique… Isole symboliquement l’inconnue avant d’arrondir.
- Interpréter
Vérifie les dimensions et le signe. Une vitesse négative indique un sens sur l’axe choisi. Discute l’ordre de grandeur et ce que le modèle ignore.
À TOI DE JOUER
01 · Une tentative avant la correction
Si la vitesse double, que devient l’énergie cinétique à masse constante ?
Un indice
La vitesse est au carré dans la formule.
Voir et comprendre la correction
(2v)² = 4v² : l’énergie cinétique est multipliée par 4, et non par 2.
Compare la méthode, les conditions et le résultat ; indique précisément ce que tu dois reprendre.
PROGRESSER PAR LA PRATIQUE
Trois défis supplémentaires, avec correction
Commence par le premier défi. Écris ta démarche avant d’ouvrir un indice ; utilise la correction pour retrouver la première étape qui bloque.
Un corps de 2 kg subit une force résultante de 6 N. Trouve son accélération.
Un indice pour démarrer
Utilise la résultante, pas une seule force prise isolément.
Correction étape par étape
- ΣF = ma.
- a = 6/2 = 3 m/s².
- L’accélération a le sens de la résultante dans un référentiel galiléen.
Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.
Un corps de 2 kg se déplace à 3 m/s. Calcule son énergie cinétique.
Un indice pour démarrer
La vitesse est élevée au carré.
Correction étape par étape
- Ec = mv²/2.
- Ec = 2 × 9/2 = 9 J.
- Doubler la vitesse quadruplerait cette énergie.
Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.
Sans frottement, un objet perd 20 J d’énergie potentielle. Que devient son énergie cinétique ?
Un indice pour démarrer
Dans ce modèle, l’énergie mécanique se conserve.
Correction étape par étape
- ΔEc + ΔEp = 0.
- ΔEp = −20 J, donc ΔEc = +20 J.
- Avec frottements, il faudrait intégrer le travail des forces dissipatives.
Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.
L’erreur à éviter
Mettre une seule force à la place de la résultante ou oublier que les forces ont des directions.
Sans tes notes, peux-tu…
- Expliquer le principe avec tes mots ?
- Reconstruire le schéma et ses liens ?
- Résoudre l’exercice et justifier la méthode ?
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