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Vidéo question :: Comprendre la première loi de Newton sur le mouvement Physique • Première année secondaire

Un objet se déplace entre le point A et le point B, qui sont séparés par une distance de 2 mètres. L’objet parcourt cette distance dans un intervalle de temps de 3 secondes et se déplace avec un vecteur vitesse constant tout au long de cet intervalle de temps. Lequel des énoncés suivants est forcément faux ? [A] Aucune force n’agit sur l’objet. [B] L’intensité de la force nette qui agit sur l’objet ne varie pas pendant l’intervalle de temps considéré. [C] La vitesse de l’objet est constante. [D] La vitesse de l’objet est nulle.

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Transcription de la vidéo

Un objet se déplace entre le point A et le point B, qui sont séparés par une distance de deux mètres. L’objet parcourt cette distance dans un intervalle de temps de trois secondes et se déplace avec un vecteur vitesse constant tout au long de cet intervalle de temps. Lequel des énoncés suivants est forcément faux ? (A) Aucune force n’agit sur l’objet. (B) L’intensité de la force nette qui agit sur l’objet ne change pas pendant l’intervalle de temps considéré. (C) La vitesse de l’objet est constante. (D) La vitesse de l’objet est nulle.

Alors, dans cette question, nous avons un objet qui se déplace entre deux points qui sont séparés d’une distance de deux mètres. On nous dit que l’objet prend trois secondes pour parcourir cette distance et qu’il se déplace avec un vecteur vitesse constant tout au long de l’intervalle de temps. On nous donne alors quatre affirmations différentes possibles sur l’objet et on nous demande de déterminer laquelle d’entre elles est forcément fausse.

Pour répondre à cette question, nous allons trouver utile de rappeler une loi connue sous le nom de première loi de Newton sur le mouvement. Cette loi dit qu’un objet au repos reste au repos et qu’un objet avec un vecteur vitesse constant continue de se déplacer avec ce même vecteur vitesse, à moins qu’il ne soit soumis à une force qui n’est pas compensée. La première loi de Newton signifie que si les forces sur un objet se compensent ou qu’il n’y a pas de force nette sur l’objet, alors cet objet se déplace avec un vecteur vitesse constant. Si l’objet ne bouge pas initialement, son vecteur vitesse reste constant à zéro. S’il est initialement en mouvement, son vecteur vitesse reste constant à une valeur non nulle. Cette affirmation s’applique également dans l’autre sens.

Donc, si un objet se déplace avec un vecteur vitesse constant, qu’il soit nul ou non, alors il doit y avoir une force nette nulle agissant sur l’objet. Comme on nous dit dans la question que l’objet se déplace avec un vecteur vitesse constant tout au long de l’intervalle de temps, cela signifie que nous savons que tout au long de cet intervalle, aucune force nette n’agit sur l’objet. Avec tout cela en tête, regardons chacune des quatre affirmations possibles qui nous ont été données.

La première affirmation de l’option (A) est qu’aucune force n’agit sur l’objet. Maintenant, nous avons vu qu’il ne doit y avoir aucune force nette agissant sur l’objet. Et il s’avère que cela peut se produire de deux manières. Aucune force nette pourrait signifier qu’aucune force du tout n’agit sur l’objet. Ou cela pourrait signifier que plusieurs forces agissent sur l’objet, mais que ces forces se compensent de telle sorte qu’elles s’annulent. Cela signifie que la déclaration donnée dans l’option (A) selon laquelle aucune force n’agit sur l’objet peut être vraie ou non. Nous avons donc marqué cette affirmation comme pouvant être vraie.

Ensuite, regardons la déclaration donnée dans l’option (B). Cela signifie que l’intensité de la force nette qui agit sur l’objet ne change pas pendant l’intervalle de temps. Nous savons que cet objet a un vecteur vitesse constant tout au long de cet intervalle et qu’un vecteur vitesse constant signifie aucune force nette. Ainsi, la force nette sur l’objet doit être nulle sur l’ensemble de l’intervalle. En d’autres termes, cette force nette reste constante ou ne change pas pendant l’intervalle de temps. Donc, l’affirmation de l’option (B) selon laquelle la valeur de la force nette sur l’objet ne varie pas pendant l’intervalle de temps doit être une affirmation vraie.

Maintenant, regardons l’affirmation donnée dans l’option (C). Elle dit que la vitesse de l’objet est constante. Maintenant, nous savons de la question que l’objet a un vecteur vitesse constant. Et si le vecteur vitesse de l’objet est constant, sa vitesse doit également être constante. Ainsi, l’affirmation donnée dans l’option (C) doit être vraie.

Cela nous laisse avec l’énoncé de l’option (D) selon laquelle la vitesse de l’objet est nulle. On nous dit que l’objet parcourt une distance de deux mètres en trois secondes. Et nous pouvons rappeler que la vitesse d’un objet est définie comme la distance parcourue par cet objet divisée par le temps nécessaire pour parcourir cette distance. Dans ce cas, la distance parcourue n’étant pas nulle, la vitesse de l’objet ne peut pas être nulle. Ainsi, l’affirmation de l’option (D) selon laquelle la vitesse de l’objet est nulle doit être fausse.

Cela signifie que notre réponse à la question consistant à savoir lequel des énoncés proposés est forcément faux est que c’est l’énoncé de l’option (D) selon lequel la vitesse de l’objet est nulle.

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