Quiz : les trois lois de Newton (lycée)
Ce quiz couvre les trois lois de Newton telles qu’on les étudie au lycée, de la Seconde à la Terminale spécialité : principe d’inertie, deuxième loi, chute libre et principe des actions réciproques. Il mêle questions de cours, calculs et pièges classiques sur le lien entre force et vitesse.
Le quiz : 10 questions corrigées
Réponds sans regarder ton cours : l’explication s’affiche après chaque réponse.
Question 1 sur 10
D’après le principe d’inertie, un objet soumis à des forces qui se compensent est :
Réponse : immobile ou en mouvement rectiligne uniforme. Si la somme des forces est nulle, la vitesse ne change ni en valeur ni en direction : l’objet est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme. Un mouvement circulaire exige une force résultante non nulle.Question 2 sur 10
Quelle force résultante faut-il pour donner une accélération de 2,5 m·s⁻² à une voiture de 1 200 kg ?
Réponse : 3,0 × 10³ N. F = m × a = 1 200 × 2,5 = 3,0 × 10³ N. Diviser la masse par l’accélération donne 4,8 × 10², qui n’est pas une force.Question 3 sur 10
Quelle est l’unité de l’accélération dans le Système international ?
Réponse : m·s⁻². L’accélération est la variation de vitesse (m·s⁻¹) par unité de temps (s) : m·s⁻². Le m·s⁻¹ est l’unité de la vitesse.Question 4 sur 10
Quel est le poids d’un objet de masse 5,0 kg à la surface de la Terre (g = 9,8 N·kg⁻¹) ?
Réponse : 49 N. P = m × g = 5,0 × 9,8 = 49 N. Le piège 5,0 N confond masse (en kg) et poids (en N).Question 5 sur 10
Deux boules de masses différentes sont lâchées sans vitesse de la même hauteur, sans frottements. Laquelle touche le sol la première ?
Réponse : Elles arrivent en même temps. En chute libre, m·a = m·g donc a = g pour les deux boules : même accélération, même mouvement, même durée de chute, quelle que soit la hauteur.Question 6 sur 10
La Terre exerce sur la Lune une force d’attraction F. Quelle force la Lune exerce-t-elle sur la Terre ?
Réponse : Une force de même valeur et de sens opposé. Principe des actions réciproques : F(Lune/Terre) = −F(Terre/Lune), même valeur et sens opposés. La masse plus faible de la Lune ne change pas la force, mais son effet (accélération plus grande pour la Lune).Question 7 sur 10
Une voiture parcourt un virage circulaire à vitesse de valeur constante. La somme des forces qui s’exercent sur elle est :
Réponse : non nulle, dirigée vers l’intérieur du virage. La direction du vecteur vitesse change : l’accélération n’est pas nulle et, en mouvement circulaire uniforme, elle est dirigée vers le centre. D’après ΣF = m·a, la force résultante l’est aussi.Question 8 sur 10
Qu’appelle-t-on un référentiel galiléen ?
Réponse : Un référentiel dans lequel le principe d’inertie est vérifié. Un référentiel galiléen est défini comme un référentiel où le principe d’inertie s’applique. Le référentiel héliocentrique en est un, mais pas le seul : le référentiel terrestre l’est approximativement pour des expériences courtes.Question 9 sur 10
Un objet de 0,50 kg est soumis à une force résultante de 2,0 N. Quelle est la valeur de son accélération ?
Réponse : 4,0 m·s⁻². a = F / m = 2,0 / 0,50 = 4,0 m·s⁻². Faire m / F donne 0,25 et F × m donne 1,0.Question 10 sur 10
Laquelle de ces affirmations sur la deuxième loi de Newton est FAUSSE ?
Réponse : L’accélération a toujours la direction de la vitesse. L’accélération a la direction de la force résultante, pas forcément celle de la vitesse : dans un virage ou pour un projectile lancé à l’horizontale, elles ne sont pas colinéaires.
L’essentiel à retenir : Les lois de Newton
Première loi : le principe d’inertie
Newton énonce ses trois lois en 1687 dans ses Principia. Première loi : dans un référentiel galiléen, si les forces qui s’exercent sur un système se compensent (somme des forces nulle), son centre de masse est soit immobile, soit en mouvement rectiligne uniforme ; et réciproquement.
Un référentiel galiléen est un référentiel dans lequel ce principe est vérifié. Le référentiel terrestre peut être considéré comme galiléen pour des mouvements de courte durée ; le référentiel héliocentrique l’est pour l’étude des planètes. Conséquence : un palet lancé sur une glace sans frottement garde un mouvement rectiligne uniforme sans qu’aucune force ne le « pousse ».
Deuxième loi : ΣF = m·a
Dans un référentiel galiléen, la somme vectorielle des forces extérieures est égale au produit de la masse par le vecteur accélération du centre de masse : ΣF = m·a, avec F en newtons (N), m en kilogrammes (kg) et a en m·s⁻². L’accélération a donc toujours la direction et le sens de la force résultante, mais pas forcément ceux de la vitesse.
Exemples : une voiture de 1 200 kg qui accélère à 2,5 m·s⁻² subit une force résultante de 1 200 × 2,5 = 3,0 × 10³ N. Dans un virage circulaire parcouru à vitesse de valeur constante, la direction de la vitesse change : l’accélération est non nulle et dirigée vers le centre. En chute libre, seul le poids P = m·g agit (g ≈ 9,8 N·kg⁻¹) : a = g, quelle que soit la masse.
Troisième loi : les actions réciproques
Si un corps A exerce sur un corps B une force F(A/B), alors B exerce sur A une force F(B/A) = −F(A/B) : même droite d’action, même valeur, sens opposés. Ces deux forces existent simultanément, même à distance, et s’appliquent à deux corps différents : elles ne se compensent donc jamais sur un même système.
Exemples : la Terre attire la Lune exactement autant que la Lune attire la Terre ; une fusée éjecte des gaz vers l’arrière et les gaz la poussent vers l’avant ; en marchant, on pousse le sol vers l’arrière et le sol nous pousse vers l’avant.
8 flashcards pour mémoriser
Essaie de répondre avant de retourner la carte.
Principe d’inertie+
Dans un référentiel galiléen, forces qui se compensent ⇔ immobilité ou mouvement rectiligne uniforme.
Référentiel galiléen+
Référentiel dans lequel le principe d’inertie est vérifié (terrestre pour des durées courtes, héliocentrique).
Deuxième loi de Newton+
ΣF = m·a (F en N, m en kg, a en m·s⁻²).
Poids+
P = m·g, vertical vers le bas ; g ≈ 9,8 N·kg⁻¹ à la surface de la Terre.
Chute libre+
Mouvement sous la seule action du poids : a = g, indépendante de la masse.
Troisième loi de Newton+
F(B/A) = −F(A/B) : même droite d’action, même valeur, sens opposés, sur deux corps différents.
Mouvement circulaire uniforme+
Vitesse de valeur constante mais direction variable : accélération non nulle dirigée vers le centre.
Date et ouvrage+
1687 : Newton publie les Principia, où il énonce ses trois lois.
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