Mouvement dans un champ uniforme en Terminale
Mouvement dans un champ uniforme, c'est une notion de physique-chimie du chapitre « Mouvement et interactions — mécanique », au programme de Terminale. Voici le cours, un exemple et de quoi t'entraîner.
Mouvement dans un champ uniforme : le cours
Dans un champ uniforme (champ de pesanteur $\vec{g}$ près du sol, ou champ électrique $\vec{E}$ entre deux plaques parallèles, avec $E = \frac{U}{d}$), la force est constante : $\vec{P} = m\vec{g}$ ou $\vec{F} = q\vec{E}$. La deuxième loi de Newton donne une accélération constante ($\vec{a} = \vec{g}$ ou $\vec{a} = \frac{q\vec{E}}{m}$), puis, par intégrations successives, les équations horaires.
Exemple
Un ballon lancé avec une vitesse $v_0$ faisant un angle $\alpha$ avec l'horizontale (frottements négligés, axe $Oy$ vers le haut) : $x(t) = v_0\cos(\alpha)\,t$ et $y(t) = -\frac{1}{2}gt^2 + v_0\sin(\alpha)\,t$. La trajectoire est une parabole. Un électron entre deux plaques chargées décrit lui aussi une parabole.
À retenir
Dans un champ uniforme, l'accélération est constante : la vitesse varie linéairement avec le temps, la position est une fonction du second degré du temps, et la trajectoire est une droite ou une parabole.
S'entraîner sur mouvement dans un champ uniforme
Fais l'exercice, puis demande au tuteur de te corriger pas à pas.
Exercice 1
Un objet de masse 2 kg est lancé verticalement vers le haut avec une vitesse initiale de 20 m/s. En utilisant la conservation de l'énergie mécanique, calcule la hauteur maximale atteinte. On prendra $g = 10 \text{ m/s}^2$ et on néglige les frottements.
Corrige cet exercice avec le tuteur →Exercice 2
Une force constante de 50 N pousse une caisse de 10 kg sur une distance de 5 m horizontalement. Un frottement de 20 N s'oppose au mouvement. Calcule la variation d'énergie cinétique et la vitesse finale si la caisse part du repos.
Corrige cet exercice avec le tuteur →Cette notion fait partie du chapitre Mouvement et interactions — mécanique (Physique-Chimie Terminale).