Vidéo question :: Accélération et force Physique

Transcription de la vidéo

Un objet d’une masse de cinq kilogrammes accélère vers la gauche à trois mètres par seconde au carré, lorsqu’une force de 20 newtons lui est appliquée, agissant vers la droite, et une force inconnue est appliquée, agissant vers la gauche. Quelle est l’intensité de la force inconnue?

D’accord, il y a donc beaucoup d’informations dans cette question. Alors, décomposons-la, étape par étape. Tout d’abord, on nous dit qu’un objet qui a une masse de cinq kilogrammes accélère. Et il accélère vers la gauche à trois mètres par seconde au carré. Cela se produit alors qu’une force de 20 newtons lui est appliquée, agissant vers la droite, et qu’une autre force inconnue est appliquée, agissant vers la gauche.

Ce qu’on nous a demandé de faire, c’est de trouver l’intensité ou l’amplitude de la force inconnue. Disons que c’est notre objet. Maintenant, la première chose que nous savons c’est que cet objet a une masse de cinq kilogrammes. Deuxièmement, nous savons qu’il accélère vers la gauche et qu’il accélère à trois mètres par seconde au carré.

Maintenant, nous savons aussi quelque chose sur les forces agissant sur l’objet. Premièrement, une force de 20 newton agit sur l’objet vers la droite et une force inconnue agit vers la gauche. Nous appellerons cette force 𝑥. Maintenant, c’est la valeur de 𝑥 que nous essayons en fait de déterminer ici. Et pour ce faire, nous devons d’abord rappeler la deuxième loi de Newton sur le mouvement.

La deuxième loi de Newton sur le mouvement nous dit que la force nette sur un objet 𝐹 est égale à la masse de cet objet multipliée par l’accélération subie par l’objet. Maintenant, il est important de savoir que nous parlons en fait de la force nette ou résultante sur l’objet. Et nous pouvons utiliser la deuxième loi de Newton pour déterminer quelle devrait être la force résultante sur l’objet parce que nous connaissons déjà la masse de l’objet et que nous connaissons son accélération.

Maintenant, puisque l’objet accélère vers la gauche, pour nous faciliter la vie, disons que la gauche est le sens positif et que la droite est le sens négatif. De cette façon, lorsque nous aurons une réponse finale pour la valeur de 𝑥, nous l’aurons comme valeur positive car 𝑥 agit vers la gauche et la gauche est le sens positif.

Quoi qu’il en soit, calculons la force résultante ou nette sur l’objet. Nous disons donc que la force nette 𝐹 est égale à la masse de l’objet qui est de cinq kilogrammes multipliée par l’accélération de l’objet, qui est de trois mètres par seconde au carré vers la gauche. Mais rappelez-vous que la gauche est le sens positif. Donc, c’est juste trois mètres par seconde au carré. Nous n’avons pas à nous soucier de signes négatifs.

À ce point, lorsque nous calculons le côté droit de cette équation, nous constatons que la force nette sur l’objet est de 15 newtons. Alors, qu’est-ce que cela nous dit? Eh bien, cela nous dit que les deux forces concurrentes - 𝑥 newtons vers la gauche et 20 newtons vers la droite - ont des intensités telles que la force globale est de 15 newtons vers la gauche.

Maintenant, pour trouver quelle devrait être la force résultante sur ces deux forces, nous les additionnons simplement, tout en tenant compte des sens dans lesquelles elles agissent. En d’autres termes, cette force globale ou résultante sur l’objet, qui est 𝐹, une fois de plus calculée en utilisant les deux forces que nous connaissons déjà est égale à 𝑥 newtons qui est positive parce qu’elle agit vers la gauche moins 20 newtons parce que la force de 20 newtons agit vers la droite.

Mais comme nous l’avons déjà dit, la force résultante 𝐹 est de 15 newtons. Nous pouvons donc remplacer le côté gauche de l’équation par 15 newtons, puis ajouter 20 aux deux côtés de l’équation. De cette façon, le moins 20 s’annule avec le plus 20. Et donc ce qui nous reste c’est 15 plus 20 est égal à 𝑥.

Par conséquent, 𝑥 est égal à 35. Et donc l’intensité de la force inconnue 𝑥, que nous essayons de déterminer, est de 35 newtons. Et c’est notre réponse finale.