3ème

2nde

1ère S

TS

Titre

Mouvement et forces

L’Univers en mouvements et le temps

Evolution temporelle des systèmes mécaniques

horaire

10 h

(4 TP, 8 heures en classe entière)

3 heures 1 TP + 18 heures 6 TP

22 heures – 5TP

Objectifs

Décrire de façon rationnelle l’évolution des objets en utilisant un vocabulaire correct.

Faire la différence entre poids et masse

Mettre en évidence la relativité de tout mouvement.

Utiliser le principe d’inertie comme point de départ de la conception Newtonienne du mouvement.

Modéliser la gravitation universelle

Préciser la conception Newtonienne du mouvement :

Relier la somme de plusieurs forces simultanées et la variation de vitesse du centre d’inertie.

Privilégier l’étude des systèmes réels simples (solide en translation ; mouvement du centre d’inertie)

S’approprier les lois de Newton

Modéliser un système et utiliser les lois pour prévoir son comportement

Réaliser des mesures quantitatives et les confronter aux prévisions

Principaux contenus

ü       Mouvement accéléré, ralenti, uniforme, Repos (par rapport à un autre corps)

ü       sens du mouvement

ü       trajectoire

ü       vitesse,

ü       force (action exercée sur un objet, actions de contact, à distance, localisée, répartie)

ü       Équilibre ou non équilibre d’un objet d’un objet soumis à deux forces colinéaires.

ü       Poids et masse

ü       Relativité de tout mouvement

ü       Principe d’inertie (l’absence de force ne signifie pas nécessairement absence de mouvement), (limité aux référentiels terrestre et géocentrique)

ü       Inertie de la masse

ü       Les deux effets d’une force pour  modifier le mouvement modification de la vitesse, modification de la trajectoire.

ü       L’interaction gravitationnelle

ü       l’influence de la vitesse initiale sur la trajectoire

ü       histoire de la mesure du temps

ü       Vecteur vitesse

ü       Translation

ü       Rotation

ü       Interactions fondamentales

ü       Exemples de forces

ü       3 lois de Newton (approche semi-quantitative du théorème fondamental limitée à la variation du vecteur vitesse)

ü       Référentiel galiléen

ü       Travail d’une force

ü       Travail et énergie cinétique

ü       Théorème de l’énergie cinétique pour un solide en translation

ü       Travail et énergie potentielle de pesanteur

ü       Conversion d’Ep en Ec et inversement

ü       Travail et énergie interne

ü       puissance

ü       Transfert thermique (aspect microscopique)

ü       Transfert d’énergie

ü       Bilan énergétique d’un système mécanique

ü       Accélération prolongement de Dv

ü       Deuxième loi de Newton appliquée au centre d’inertie

ü       Masse (inerte/pesante)

ü       Référentiel galiléen (héliocentrique ; géocentrique)

ü       Repère cartésien

ü       3ème loi de Newton

ü       Etudes de cas (chute verticale sans et avec frottement (régime transitoire et permanent), chute avec vitesse initiale, équation différentielle, équations horaires, trajectoire)

ü       Mouvements de satellites et planètes

ü       Notion de champ

ü       Lois de Kepler

ü       Impesanteur

ü       Systèmes oscillants (équilibre, amplitude, amortissement (différents régimes), période propre, pseudo-période, résonance

ü       Etude dynamique de l’oscillateur élastique horizontal sans frottement)

ü       Aspects énergétiques (chutes, oscillateur élastique)

ü       Les limites de la mécanique Newtoniennes