Expériences types du principe d'inertie | Physique Chimie Seconde

En l'absence de forces extérieures (ou forces compensées), un objet conserve son état de mouvement.

• Une pièce de monnaie
• Une carte postale ou une feuille de papier
• Un verre ou un récipient

1. Placez la carte sur le bord du verre
2. Déposez la pièce au centre de la carte
3. Tirez rapidement la carte horizontalement
4. Observez ce qui arrive à la pièce

La pièce tombe dans le verre !

Elle n'a pas suivi la carte.

La pièce reste immobile par inertie :

• Elle est initialement au repos
• La force exercée sur la carte ne s'applique pas à la pièce
• La pièce conserve son état de repos
• Elle tombe verticalement dans le verre

• Un petit wagon ou chariot
• Un fil de suspension
• Une petite masse (bille, écrou...)

1. Suspendez la masse au plafond du wagon
2. Initialement, le pendule est vertical
3. Accélérez le wagon brusquement vers l'avant
4. Observez la position du pendule

Le pendule penche vers l'arrière !

Le pendule tend à conserver sa position initiale :

• Le wagon part vers l'avant
• La masse pendulaire reste en arrière par inertie
• Elle semble reculer par rapport au wagon
• Cela illustre la tendance à conserver l'état de repos

• Un petit véhicule à roulettes (ou chariot)
• Une figurine ou petite poupée
• Un plan incliné ou surface plane

1. Placez la figurine sur le véhicule
2. Faites rouler le véhicule à vitesse constante
3. Freinez brusquement le véhicule
4. Observez le comportement de la figurine

La figurine est projetée vers l'avant !

La figurine conserve sa vitesse initiale :

• Elle se déplace à la même vitesse que le véhicule
• Quand le véhicule freine, elle continue son mouvement
• Elle est projetée vers l'avant par inertie
• Cela simule ce qui se passe dans un vrai accident

• Un plateau tournant (disque vinyle, plateau de tourne-disque)
• Plusieurs petites balles ou billes
• Support stable

1. Placez les balles au centre du plateau
2. Mettons le plateau en rotation
3. Observez le comportement des balles
4. Augmentez progressivement la vitesse

Les balles glissent vers l'extérieur du plateau !

Les balles tendent à conserver leur position initiale :

• Elles sont initialement immobiles
• Le plateau commence à tourner
• Les balles tendent à conserver leur état de repos
• Elles sont expulsées vers l'extérieur par inertie

• Un chariot mobile
• Un pendule suspendu au chariot
• Un plan incliné pour lancer le chariot
• Matériel de chronométrage

1. Placez le pendule au chariot
2. Lancez le chariot sur le plan incliné
3. Observez la position du pendule pendant le mouvement
4. Arrêtez brusquement le chariot
5. Observez à nouveau le pendule

Pendant le mouvement uniforme, le pendule est vertical.

Lors du freinage, le pendule penche vers l'avant.

Le pendule réagit différemment selon le mouvement :

• En mouvement uniforme : forces compensées → pendule vertical
• En décélération : inertie → pendule penche vers l'avant
• Le pendule montre l'état de mouvement du système

• Un jeu de cartes
• Une surface plane
• Un objet pour pousser

1. Disposez les cartes en pile
2. Placez un objet léger au sommet
3. Donnez un coup rapide à la carte du bas
4. Observez ce qui se passe

La carte du bas part, les autres restent en place.

L'objet au sommet tombe presque verticalement.

Chaque carte tend à conserver son état :

• La carte du bas est propulsée par l'impact
• Les autres cartes restent immobiles par inertie
• L'objet au sommet conserve son état de repos
• Il tombe verticalement dans le vide

• Un tube transparent (tube à essai, tuyau en PVC)
• Des billes métalliques
• Un support pour le tube

1. Disposez plusieurs billes dans le tube
2. Placez le tube horizontalement
3. Donnez un coup sec à une extrémité
4. Observez le comportement des billes

La bille à l'extrémité opposée est éjectée.

Les autres billes restent presque immobiles.

Les billes transmettent l'impulsion par inertie :

• La première bille reçoit l'impact
• Elle transmet l'impulsion aux suivantes
• La dernière bille est éjectée par inertie
• Les billes intermédiaires absorbent peu de mouvement

• Un chariot mobile
• Un pendule suspendu
• Un plan incliné
• Chronomètre

1. Attachez le pendule au chariot
2. Laissez le chariot descendre lentement
3. Observez l'angle du pendule
4. Augmentez l'accélération
5. Notez les variations

Le pendule penche vers l'arrière pendant l'accélération.

Plus l'accélération est forte, plus le pendule penche.

Le pendule réagit à l'accélération du système :

• La masse pendulaire résiste à l'accélération
• Elle tend à rester en arrière par inertie
• L'angle de déviation est proportionnel à l'accélération
• Cela montre la force d'inertie ressentie

• Un récipient transparent
• De l'eau colorée
• Un plateau mobile

1. Remplissez le récipient d'eau colorée
2. Placez-le sur le plateau mobile
3. Donnez un coup rapide au plateau
4. Observez le comportement du liquide

Le liquide remonte à l'arrière du récipient.

Il semble se déplacer dans le sens inverse du mouvement.

Le liquide conserve son état initial :

• Le récipient est poussé vers l'avant
• Le liquide tend à rester immobile par inertie
• Il semble reculer par rapport au récipient
• Il remonte à l'arrière du récipient

• Plan incliné réglable
• Plusieurs billes identiques
• Surface plane horizontale
• Règle graduée

1. Placez le plan incliné à une certaine hauteur
2. Relâchez une bille du haut du plan
3. Observez son mouvement sur la surface horizontale
4. Répétez avec différentes hauteurs

La bille continue à rouler sur la surface horizontale.

Elle ralentit progressivement à cause des frottements.

La bille conserve sa vitesse acquise :

• Elle gagne de la vitesse sur le plan incliné
• Sur la surface horizontale, elle tend à conserver cette vitesse
• Seuls les frottements ralentissent le mouvement
• Cela illustre le principe d'inertie en action

• Pièce sur la carte
• Pile de cartes
• Billes dans un tube

Ces expériences montrent que les objets immobiles tendent à rester immobiles.

• Voiture et passager
• Billes sur plan incliné
• Pendule dans un wagon

Ces expériences montrent que les objets en mouvement tendent à continuer leur mouvement.

• Masses des objets
• Force des impacts
• Friction avec l'environnement
• Accélération du système