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.

F=m*a
L’IMAGE À RETENIRForces et énergie : choisir le système
  1. 01Système
  2. 02Interactions
  3. 03Résultante
  4. 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

  1. 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.

  2. 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.

  3. Écrire le modèle

    Choisis une loi qui correspond aux hypothèses : accélération constante, lentille mince, résistance ohmique… Isole symboliquement l’inconnue avant d’arrondir.

  4. 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.

Faire le bilan après les exercices
02 · Repérer et comprendreLien vers cet exercice

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
  1. ΣF = ma.
  2. a = 6/2 = 3 m/s².
  3. 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.

03 · Appliquer la méthodeLien vers cet exercice

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
  1. Ec = mv²/2.
  2. Ec = 2 × 9/2 = 9 J.
  3. Doubler la vitesse quadruplerait cette énergie.

Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.

04 · Aller plus loinLien vers cet exercice

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
  1. ΔEc + ΔEp = 0.
  2. ΔEp = −20 J, donc ΔEc = +20 J.
  3. 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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