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Vidéo de question : Rappeler la première loi de Newton sur le mouvement Physique

Remplissez les espaces vides : Un objet initialement au repos et ayant deux forces agissant sur lui restera au repos si les forces agissant sur lui ont _ et agissent dans _.

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Transcription de vidéo

Remplissez les espaces vides. Un objet initialement au repos et ayant deux forces agissant sur lui restera au repos si les forces agissant sur lui ont espace vide et agissent dans espace vide.

Alors, donc dans cette question, nous discutons d’un objet dont on nous a dit qu’il était initialement au repos. Cela signifie qu’il ne bouge pas. Et en plus de cela, on nous a dit qu’il y a deux forces qui agissent dessus. Maintenant, ces deux forces pourraient agir dans le même sens ou dans des sens opposés. Ou, à vrai dire, ils pourraient agir dans n’importe quel sens. Et en plus de cela, nous ne savons encore rien sur les intensités ou les normes de ces deux forces. Pour autant que nous sachions, l’une des forces pourrait être beaucoup plus grande que l’autre.

Cependant, ce que cette question nous dit, c’est que cet objet est initialement au repos. Donc, il ne bouge pas. Et il y a deux forces qui agissent dessus. Mais il reste au repos. En d’autres termes, même si deux forces agissent dessus, l’objet ne bouge pas. Alors dans quelle situation un objet peut-il avoir des forces agissant sur lui et ne pas bouger pour autant ? Eh bien, pour nous aider à répondre à cette question, nous pouvons rappeler la première loi de Newton sur le mouvement. Cette loi nous dit qu’un objet au repos reste au repos. Et un objet se déplaçant avec un vecteur vitesse constant continue de se déplacer avec ce même vecteur vitesse constant sauf si une force nette agit sur lui. Et la raison pour laquelle cela est pertinent pour notre objet ici est que cet objet était initialement au repos. Et il reste au repos.

Alors, la première loi de Newton nous dit que si un objet reste au repos, cela doit signifier qu’il n’y a pas de force nette agissant sur lui. Parce que si une force nette agit sur l’objet, alors l’objet changera de vecteur vitesse. Il accélérera. Et donc, ce que nous pouvons en déduire, c’est que la force nette sur notre objet doit être nulle. L’objet qui a commencé au repos reste au repos. Et par conséquent, il ne doit y avoir aucune force nette agissant sur lui.

Maintenant, rappelez-vous que la première loi de Newton se réfère uniquement à la force nette ou résultante sur l’objet. Et en fait, nous savons que deux forces agissent sur notre objet en même temps. Alors, comment se fait-il que deux forces agissant sur un objet puissent donner une force résultante ou une force nette de zéro ?

Eh bien, rappelons que la force nette sur un objet est simplement une combinaison de toutes les autres forces agissant sur l’objet. En d’autres termes, si nous appelons les deux forces agissant sur l’objet 𝐹 un et 𝐹 deux, alors nous pouvons dire que 𝐹 un plus 𝐹 deux, qui correspond à la façon dont nous combinons les deux forces agissant sur l’objet, est égale à la force nette sur l’objet, qui est nul dans ce cas. Et par conséquent, nous pouvons prendre cette équation que nous venons de trouver et la réorganiser.

Et une façon de le faire est de soustraire 𝐹 deux des deux côtés de l’équation, du côté gauche et du côté droit. Ce qui signifie que sur le côté gauche, nous avons moins 𝐹 deux plus 𝐹 deux. Celles-ci s’additionnent pour donner zéro, ce qui nous laisse avec seulement 𝐹 un sur le côté gauche. Et sur le côté droit, nous avons zéro moins 𝐹 deux, ce qui finit par être moins 𝐹 deux. Donc, ce que nous trouvons c’est que 𝐹 un est égal à moins 𝐹 deux.

En d’autres termes, tout d’abord, 𝐹 un et 𝐹 deux agissent dans des sens opposés. Et nous le savons parce que la force positive 𝐹 un, que nous pouvons dire agit vers la droite, est égale à moins 𝐹 deux. Maintenant, le signe négatif nous dit que la force 𝐹 deux doit agir dans le sens opposé à la force 𝐹 un. Et donc, maintenant nous pouvons dire que si la force 𝐹 on agit vers la droite sur notre objet, ce qui n’est pas une obligation, bien entendu, nous avons choisi arbitrairement qu’elle agissait vers la droite. Alors 𝐹 deux doit agir dans le sens opposé, vers la gauche.

Et deuxièmement, nous pouvons voir que les intensités ou normes de 𝐹 un et 𝐹 deux doivent être exactement les mêmes, car nous ne voyons aucun facteur multiplicatif de part et d’autre de cette équation, à l’exception du signe négatif bien sûr. Et nous avons déjà vu que le signe négatif nous indique simplement dans quel sens 𝐹 deux agit. Mais si 𝐹 un et 𝐹 deux n’avaient pas la même norme, alors nous verrions quelque chose comme 𝐹 un est égal à moins deux 𝐹 deux par exemple, si la force 𝐹 deux avait une norme deux fois plus grande que F un ou quelque chose comme ça. Mais ce que nous voyons, c’est que les normes de 𝐹 un et 𝐹 deux sont exactement les mêmes.

Et donc à ce stade, nous avons compris que les deux forces agissant sur l’objet ont la même norme et agissent dans des sens opposés. Maintenant, cela a du sens. Rappelez-vous, nous essayons de trouver les deux forces agissant sur notre objet de telle sorte que la force nette sur l’objet soit nulle. Et la seule façon dont la force résultante sur un objet peut être zéro, s’il y a deux forces agissant sur celui-ci, c’est si les deux forces ont la même norme mais agissent dans des sens opposés. Donc, elles se compensent parfaitement.

Et donc ce que nous pouvons dire pour remplir nos espaces vides est ce qui suit. Un objet initialement au repos et ayant deux forces agissant sur lui restera au repos si les forces agissant sur lui ont la même intensité ou la même norme, car ces forces doivent s’annuler précisément. Et ces forces doivent agir dans des sens opposés pour s’annuler. Ainsi, l’énoncé est complet maintenant, un objet qui est initialement au repos et avec deux forces agissant sur lui, restera au repos si les forces agissant sur lui ont la même norme et agissent dans des sens opposés.

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