Décomposons les principes régissant ces concepts:
1. Lois de la chute des corps
* Observations de Galileo: Le scientifique italien Galileo Galilei a révolutionné notre compréhension du mouvement. Il a mené des expériences abandonnant des objets de la tour penchée de Pise et a observé que:
* Tous les objets tombent au même rythme quelle que soit leur masse, en supposant une résistance à l'air négligeable.
* La distance qu'un objet tombe est proportionnelle au carré du temps où il tombe.
* La loi de la gravitation universelle de Newton: Sir Isaac Newton a officialisé ces observations avec sa loi de gravitation universelle. Il indique que chaque objet de l'univers attire tous les autres objets avec une force directement proportionnelle au produit de leurs masses et inversement proportionnelle au carré de la distance entre leurs centres.
* Cela explique pourquoi les objets tombent vers la terre, car la terre exerce une force gravitationnelle sur eux.
* Accélération due à la gravité (G): L'accélération vécue par un objet tombant librement près de la surface de la Terre est indiquée par «G». Sa valeur est d'environ 9,8 m / s². Cela signifie que la vitesse d'un objet tombant augmente de 9,8 mètres par seconde à chaque seconde.
* chute libre: Un objet est en chute libre lorsque la seule force qui agit sur elle est la gravité. Cela signifie négliger la résistance à l'air. En réalité, la résistance à l'air joue un rôle important dans la détermination du mouvement des objets tombant dans l'atmosphère.
2. Mouvement des projectiles
* Projectile: Un projectile est un objet qui est lancé ou lancé dans les airs, puis autorisé à se déplacer librement sous l'influence de la gravité. Les exemples incluent une balle lancée, une fusée lancée ou même une balle tirée à partir d'un pistolet.
* trajectoire: Le chemin suivi d'un projectile est appelé sa trajectoire. Il s'agit généralement d'un chemin incurvé, une parabole, en raison de la combinaison du mouvement horizontal et vertical.
* Concepts clés:
* Mouvement horizontal: Le mouvement horizontal d'un projectile est uniforme (vitesse constante) car il n'y a pas de force agissant dessus dans cette direction (ignorant la résistance à l'air).
* Mouvement vertical: Le mouvement vertical d'un projectile est influencé par la gravité, entraînant une accélération constante vers le bas (G).
* Indépendance du mouvement: Les mouvements horizontaux et verticaux d'un projectile sont indépendants les uns des autres. Cela signifie que la vitesse horizontale n'affecte pas l'accélération verticale, et vice versa.
* Facteurs affectant le mouvement du projectile:
* Vitesse initiale: La vitesse et la direction dans lesquelles le projectile est lancé.
* Angle de lancement: L'angle auquel le projectile est lancé, ce qui affecte considérablement la plage et la hauteur maximale.
* Résistance à l'air: Cette force s'oppose au mouvement d'un projectile, le ralentissant et affectant sa trajectoire.
Comprendre le mouvement du projectile:
En combinant les principes de la chute des corps et de l'indépendance du mouvement, nous pouvons analyser et prédire le mouvement des projectiles. Cela implique:
* Résolution de la vitesse initiale en composants horizontaux et verticaux.
* en appliquant les équations de mouvement séparément aux composants horizontaux et verticaux.
* Analyse de la trajectoire du projectile, de la plage, de la hauteur maximale et de l'heure du vol.
Applications:
Les lois de la chute des corps et le mouvement des projectiles ont des applications de grande envergure dans divers domaines, notamment:
* physique et ingénierie: Concevoir des structures, des ponts et des véhicules.
* Sports: Analyse des trajectoires des balles dans divers sports, comme le baseball, le basket-ball et le golf.
* militaire: Concevoir des systèmes d'armes et des projectiles.
* météorologie: Prédire le mouvement des systèmes météorologiques.
Remarque importante: L'analyse du mouvement de projectile ne suppose généralement aucune résistance à l'air pour la simplicité. Cependant, dans les scénarios du monde réel, la résistance à l'air peut avoir un impact significatif sur le mouvement du projectile. Des calculs et des simulations avancés sont nécessaires pour tenir compte de ce facteur dans les applications pratiques.
