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TroisiemeMecanique

La mécanique au collégial - Martin Aubé 2008


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La troisième loi de Newton

Selon la troisième loi de Newton, à toute action correspond une réaction égale en grandeur mais de direction opposée. Prenons l'exemple d'une masse posée sur une table. La masse est soumise à la force de gravité et à une force de poussée (N) exercée vers le haut par la table. Selon la troisième loi de Newton, la force de poussée exercée sur la table par le masse est égale mais opposér à N.

Exemple:


Si vous lancez une balle vers l'avant alors que vous chaussez des patins à roulettes, votre bras exerce une force sur la masse de la balle ce qui lui confère une accélération vers l'avant. Simultanément, une force de réaction égale et orientée vers l'arriêre sera exercée sur vous de sorte que vous serez accéléré vers l'arrière. Comme votre masse est beaucoup plus grande que la masse de la balle, il va de soi que votre accélération sera beaucoup plus faible que l'accélération de la balle.

Supposons que la main exerce une force constante de 32 N sur une balle de 200 g pendant 0,125 secondes. Comme l'accélération est constante, nous pouvons supposer que l'augmentation de la vitesse est donnée par le produit de l'accélération et du temps. En effet

{#a=\frac{\Delta{v}}{\Delta{t}}#}

{#\Delta{v_b}=a_b \Delta{t}#}

Mais selon la 2e loi de Newton,

{#F=m_b a_b#}

{#a_b=\frac{F}{m_b}=\frac{32}{0,2}=160 m s^{-2}#}

Ce qui implique que la balle augmente sa vitesse de

{#\Delta{v_b}=160 \times 0,125 = 20 m/s#} (ou 72 km/h)

En revanche si la masse du lanceur est de 64 kg, alors comme la force est encore 32 N, son accélération sera plus faible.

{#a_l=\frac{F}{m_l}=\frac{32}{64}=0,5 m s^{-2}#}

Et ainsi donc sa vitesse de recul sera de

{#\Delta{v_l}=0,5 \times 0,125 = 0,0625 m/s#} (ou 0,225 km/h)

Cet exemple nous donne un appreçu d'un principe important en physique que nous étudierons plus tard: le principe de conservation de la quantité de mouvement.


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