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Vidéo question :: Utilisation de la deuxième loi de Newton pour calculer la masse d’un objet Physique • Première secondaire

Un objet a des forces de 30 N et 55 N qui lui sont appliquées. Les forces agissent dans des sens opposés les unes aux autres, comme le montre la figure. L’objet accélère vers la gauche à 0,5 m / s². Quelle est la masse de l’objet?

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Transcription de la vidéo

Un objet a des forces de 30 newtons et 55 newtons qui lui sont appliquées. Les forces agissent dans des sens opposés, comme le montre la figure. L’objet possède une accélération de 0,5 m / s² vers la gauche. Quelle est la masse de l’objet?

D’accord, cette question nous demande de déterminer la masse d’un objet, compte tenu de l’accélération de l’objet et des forces agissant sur cet objet. On nous dit que l’objet se déplace vers la gauche avec une accélération de 0,5 mètres par seconde au carré. Ajoutons cette information à la figure. Nous allons appeler l’accélération 𝑎 de sorte que nous avons 𝑎 est égal à 0,5 mètres par seconde au carré. Et nous savons que cette accélération pointe vers la gauche.

Deux forces agissent sur l’objet. L’une a une intensité de 30 newtons, et l’autre une intensité de 55 newtons. Nous pouvons voir sur la figure que la force de 55 newton agit vers la gauche, tandis que la force de 30 newton agit vers la droite. Nous pouvons définir une grandeur 𝐹, qui est la force nette totale ou la force résultante agissant sur l’objet vers la gauche. La force résultante vers la gauche agissant sur un objet va être la somme de toutes les forces agissant vers la gauche moins toutes les forces agissant vers la droite. Donc, dans ce cas, nous avons que 𝐹 est égal à 55 newtons, c’est la force agissant vers la gauche, moins 30 newtons, c’est la force agissant vers la droite. En calculant cette expression, nous trouvons que 𝐹 est égal à 25 newtons.

Donc, nous savons que la force globale vers la gauche agissant sur l’objet a une valeur de 25 newtons. Nous pouvons rappeler que la deuxième loi de Newton nous dit que la force résultante 𝐹 agissant sur un objet est égale à la masse de l’objet 𝑚 multipliée par l’accélération 𝑎 de l’objet. Dans ce cas, nous connaissons les valeurs de la force 𝐹 et de l’accélération 𝑎. On nous demande de trouver la masse de l’objet, qui est la grandeur 𝑚 dans cette équation. Alors, prenons cette équation de la deuxième loi de Newton et réarrangeons-la pour faire de 𝑚 le sujet.

Pour faire cela, nous divisons les deux membres de l’équation par l’accélération 𝑎. Ensuite, à droite, le 𝑎 au numérateur est simplifié avec le 𝑎 au dénominateur. Cela nous laisse avec une équation qui dit que 𝐹 divisé par 𝑎 est égal à 𝑚. Bien sûr, nous pouvons également écrire cela dans l’autre sens pour dire que la masse 𝑚 est égale à la force 𝐹 divisée par l’accélération 𝑎. Maintenant que nous avons cette équation, nous pouvons remplacer les valeurs des grandeurs 𝐹 et 𝑎. Nous trouvons que 𝑚 est égal à 25 newtons, c’est la valeur de 𝐹, divisée par 0,5 mètre par seconde au carré, c’est la valeur de 𝑎.

À ce stade, il convient de noter que la force est donnée en unités de newtons, l’unité SI pour la force et l’accélération est en unités de mètres par seconde au carré, l’unité SI pour l’accélération. Cela signifie que la masse 𝑚 que nous allons calculer doit être dans sa propre unité SI. L’unité SI pour la masse est le kilogramme. Et lorsque nous calculons cette expression, nous constatons que 𝑚 est égal à 50 kilogrammes.

Donc, notre réponse à la question est que la masse de l’objet est de 50 kilogrammes.

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