Principe d'inertie

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Fiche de révision

Terme	Définition
Point matériel	Modèle dans lequel un objet est assimilé à un point unique (on néglige ses dimensions).
Principe d'inertie	Si les forces qui s'exercent sur un point matériel se compensent ( $\sum \vec{F} = \vec{0}$ ), alors il est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (MRU).
Contraposée du principe d'inertie	Si un objet n'est pas immobile ou en MRU, alors les forces qui s'exercent sur lui ne se compensent pas ( $\sum \vec{F} \neq \vec{0}$ ).
Chute libre	Mouvement d'un objet soumis uniquement à son poids (on néglige les frottements).
Mouvement rectiligne uniforme (MRU)	Trajectoire en ligne droite à vitesse constante.

Grandeur / Relation	Formule
Condition d'inertie	$\sum \vec{F} = \vec{0} \Rightarrow$ immobilité ou MRU
Poids d'un objet	$\vec{P} = m \cdot \vec{g}$ avec $g \approx 9{,}8 \ \text{N/kg}$
Variation du vecteur vitesse (chute libre)	Entre deux instants voisins, $\Delta\vec{v} = \vec{v}_{i+1} - \vec{v}_i$ est dirigé dans le même sens que $\sum \vec{F}$
En chute libre verticale	$\sum \vec{F} = \vec{P}$ → $\Delta\vec{v}$ dirigé vers le bas → la vitesse augmente (chute)

Méthode 1 — Déduire la nature du mouvement à partir des forces :

Faire le bilan de toutes les forces exercées sur l'objet.
Calculer ou déterminer $\sum \vec{F}$ .
Si $\sum \vec{F} = \vec{0}$ → immobilité ou MRU.
Si $\sum \vec{F} \neq \vec{0}$ → le mouvement n'est pas rectiligne uniforme (la vitesse change en valeur et/ou en direction).

Méthode 2 — Déduire des informations sur les forces à partir du mouvement :

Observer le mouvement (trajectoire + évolution de la vitesse).
Si immobilité ou MRU → les forces se compensent.
Sinon → les forces ne se compensent pas ; $\Delta\vec{v}$ a le même sens que la force résultante.

Méthode 3 — Chute libre :

L'objet n'est soumis qu'à $\vec{P}$ → $\sum \vec{F} = \vec{P} \neq \vec{0}$ .
$\Delta\vec{v}$ est dirigé vers le bas (sens de $\vec{P}$ ).
La vitesse augmente si l'objet tombe, diminue s'il monte (puis augmente en redescendant).

Piège	Correction
« Un objet immobile ne subit aucune force »	❌ Il peut subir des forces qui se compensent.
Confondre « forces compensées » et « pas de force »	Ce sont deux situations très différentes.
Oublier la contraposée	C'est souvent elle qu'on utilise en exercice !
Penser que $\Delta\vec{v}$ donne le sens du mouvement	$\Delta\vec{v}$ donne le sens de la force résultante, pas celui de $\vec{v}$ .
En chute libre, oublier de négliger les frottements	Par définition, chute libre = seul le poids agit.

$\sum \vec{F} = \vec{0}$ ⟺ immobilité ou MRU (et réciproquement).
La contraposée : mouvement non rectiligne ou non uniforme → forces non compensées.
En chute libre, seul $\vec{P}$ agit : $\Delta\vec{v}$ est vertical, dirigé vers le bas.
$\Delta\vec{v} = \vec{v}_{i+1} - \vec{v}_i$ a le même sens que la force résultante $\sum \vec{F}$ .
Un objet immobile peut avoir de nombreuses forces qui s'exercent sur lui : elles se compensent.

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