Principe d'inertie - Énoncé du principe | Physique-Chimie Seconde

Un référentiel galiléen est un repère dans lequel le principe d'inertie est valable. C'est un repère dans lequel un objet isolé est soit au repos, soit en mouvement rectiligne uniforme.

Exemples : le sol terrestre (approximativement), un train se déplaçant en ligne droite à vitesse constante.

Les forces se compensent quand leur somme vectorielle est nulle. Cela signifie que l'objet subit un équilibre dynamique.

Par exemple : un livre posé sur une table est soumis à son poids (vers le bas) et à la réaction normale de la table (vers le haut). Ces deux forces se compensent.

Un mouvement est dit rectiligne uniforme (MRU) lorsque :

• La trajectoire est une droite (mouvement rectiligne)
• La vitesse est constante (mouvement uniforme)

La valeur de la vitesse ne change pas, ni sa direction, ni son sens.

L'équation horaire d'un MRU est :

Où :

• \( x(t) \) est la position à l'instant t
• \( x_0 \) est la position initiale
• \( v \) est la vitesse constante
• \( t \) est le temps

Lorsque tu es dans un véhicule qui freine brusquement, ton corps continue à avancer : c'est l'inertie !

Tu continues ton mouvement rectiligne uniforme tandis que la voiture ralentit.

• 1 Les satellites restent en orbite grâce à l'équilibre entre gravité et inertie
• 2 Les sondes spatiales continuent leur trajectoire sans propulsion
• 3 Les objets en apesanteur conservent leur mouvement

Galilée a observé que des billes roulaient à vitesse constante sur un plan horizontal après avoir été lâchées d'un plan incliné.

Sans frottement, la bille conserverait sa vitesse indéfiniment : c'est l'inertie.

Cette expérience a révolutionné la pensée physique en prouvant que :

• Le mouvement ne nécessite pas une force continue
• Le repos n'est pas l'état naturel des corps
• Les objets tendent à conserver leur état de mouvement

La condition d'équilibre est :

Cela signifie que la résultante des forces est nulle.

Un objet est en repos lorsqu'il n'a pas de vitesse par rapport à un référentiel donné.

• Vitesse : v = 0
• Position : constante
• Accélération : a = 0

Un objet en MRU se déplace à vitesse constante.

• Vitesse : v = constante ≠ 0
• Position : varie linéairement avec le temps
• Accélération : a = 0

Le principe d'inertie est la base de la mécanique classique :

• Il introduit le concept de force
• Il définit les référentiels galiléens
• Il permet de comprendre le mouvement

• 1 Navigation spatiale
• 2 Conception des véhicules
• 3 Sport et loisirs
• 4 Sécurité routière

Deux forces s'appliquent à l'objet :

• Le poids ⃗P = m·⃗g (vertical, vers le bas)
• La réaction normale ⃗R de la table (vertical, vers le haut)

Avec : P = m·g = 2 × 9,8 = 19,6 N

Comme l'objet est en équilibre (au repos), la somme des forces est nulle :

Donc : R = P = 19,6 N

L'objet est au repos, ce qui correspond à un des deux états possibles du principe d'inertie :

• Repos (vitesse nulle)
• Mouvement rectiligne uniforme (vitesse constante)

Les forces se compensent donc l'objet est en équilibre.

La balle a un mouvement rectiligne uniforme (MRU) car :

• Sa trajectoire est une droite (surface horizontale)
• Sa vitesse est constante (5 m/s)

C'est exactement ce que prévoit le principe d'inertie.

Les forces se compensent :

• Poids ⃗P (vers le bas)
• Réaction normale ⃗R (vers le haut)

Donc : ⃗P + ⃗R = ⃗0

Aucune force horizontale n'agit sur la balle (surface parfaite sans frottement).

Pour un MRU, la distance est : d = v × t

La balle parcourt 15 mètres en 3 secondes.

Dans un référentiel galiléen, un corps soumis à des forces qui se compensent (ou à aucune force) est soit au repos, soit en mouvement rectiligne uniforme.

• Le référentiel doit être galiléen
• Les forces doivent se compenser (somme nulle)
• Les deux états possibles : repos ou MRU

• Un objet tend à conserver son état de mouvement
• Le repos n'est pas l'état naturel
• Le mouvement ne nécessite pas une force continue