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2ème Loi de Newton : Compréhension et Vecteur de Variation de Vitesse

Calcul et représentation du vecteur vitesse
Le calcul du vecteur vitesse se fait en divisant la distance parcourue par le temps écoulé. Par exemple, pour calculer la vitesse au point 4, on utilise la formule : . Avec une distance de 1 mètre et un temps de 0,20 seconde, on obtient une vitesse de 5 m/s.
Pour tracer un vecteur vitesse dans un mouvement curviligne, on suit une méthode précise. D'abord, on trace la trajectoire (courbe), puis on dessine la tangente à la courbe au point considéré. Cette tangente ne doit toucher la courbe qu'en un seul point. La longueur de la flèche représentant le vecteur dépend de l'échelle choisie .
Le vecteur variation de vitesse $\vec{\Delta V_5}$ s'obtient par la différence entre deux vecteurs vitesse : . Sa longueur dépend également de l'échelle choisie. Si le vecteur mesure 2 cm et que l'échelle est de 1 cm pour 1 m/s, alors sa valeur est de 2 m/s.
💡 N'oubliez pas que dans un mouvement curviligne, le vecteur vitesse est toujours tangent à la trajectoire au point considéré, ce qui est fondamental pour représenter correctement les mouvements non rectilignes.

La deuxième loi de Newton
La deuxième loi de Newton établit une relation fondamentale entre les forces et le mouvement. Elle s'exprime par la formule : . Cette loi signifie que la somme des forces appliquées à un corps est proportionnelle à sa variation de vitesse.
Dans le cas d'un objet en chute libre, la seule force agissant est le poids $\vec{P} = m\vec{g}$. On peut alors écrire : , ce qui nous donne . On cherche à vérifier que cette valeur est proche de 10 m/s², la valeur de l'accélération de la pesanteur sur Terre.
Pour appliquer cette loi, on a besoin d'au moins trois éléments de la formule. Par exemple, si on connaît et , on peut calculer . Dans l'exemple donné, .
🔑 Pour justifier la troisième loi de Newton, on observe que le vecteur somme des forces $\vec{\Sigma F}$ et le vecteur variation de vitesse $\vec{\Delta V}$ sont colinéaires et de même sens, ce qui confirme la relation .
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