La plus grande difficulté pour les élèves du secondaire en physique est liée à la résolution de problèmes, sur les fronts les plus divers de la discipline.
Je présenterai ici la solution d'un exercice sur l'interaction entre blocs, lié à l'application des lois de Newton.
Exemple 1) (UF-PE) La figure ci-dessous montre trois blocs de masses mA = 1,0 kg, mB = 2,0 kg et mc = 3,0 kg. Les blocs se déplacent ensemble sous l'action d'une force horizontale constante F de module 4,2 N.
Sans tenir compte du frottement, quelle est l'amplitude de la force nette sur le bloc B?
a) 1,0 N
b) 1,4 N
c) 1,8 N
d) 2,2 N
e) 2,6 N
Solution.
Il faut d'abord savoir que F = m.a (deuxième loi de Newton). Il faut aussi savoir que les trois corps se déplacent avec la même accélération, et que cette accélération a la même direction et la même direction que la force F.
On peut donc calculer l'accélération des blocs par le système de corps isolé (SCI)
Dans la figure ci-dessous, nous représentons les forces agissant sur A, B et C
Où F est la force appliquée.
Fle dans le premier bloc est la réaction de B dans le à cause de F.
Fa dans le deuxième bloc est l'action de le dans B à cause de F
Fc dans le deuxième bloc est la réaction de ç dans B à cause de F
Fc dans le troisième bloc est l'action de de B dans ç à cause de F
n est la force normale et p est la force de poids dans les trois cas
Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)
En simplifiant les poids avec les forces de réaction normales dans chaque cas, nous devons :
Comme F = 4,2 N, on a:
4,2 = (1,0 + 2,0 + 3,0).a
a = 4,2/6
a = 0,7 m/s2
Une fois l'accélération trouvée, il faut trouver la valeur résultante dans B.
La résultante en B est: FB = FLES - FÇ
En soustrayant les équations B et C, nous avons:
FLES = (mB + mÇ). le
FLES = (2,0 + 3,0). 0,7
FLES = 5,0. 0,7
FLES = 3,5 N
Trouver la valeur FÇ
FÇ = mÇ. le
FÇ = 3,0. 0,7
FÇ = 2,1 N
Ainsi:
FB = 3,5 – 2,1
FB = 1,4 N
Nous concluons alors que la force nette sur B est égale à 1,4 N.
Par Kléber Cavalcante
Diplômé en Physique
Équipe scolaire du Brésil
mécanique - La physique - École du Brésil
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
ALMEIDA, Frédéric Borges de. « Application des lois de Newton »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aplicacao-das-leis-newton.htm. Consulté le 27 juin 2021.
