Le principe d'inertie (ou première loi de Newton) permet de déduire la nature du mouvement d'un système à partir du bilan des forces extérieures.
Un mobile est tracté sur un plan incliné par une corde selon une force \overrightarrow{T}. Faire le bilan des forces et déterminer si le système est isolé ou pseudo-isolé pour connaître la nature du mouvement.
Faire le bilan des forces
On effectue le bilan des forces extérieures qui s'appliquent sur le système étudié.
Pour le système étudié, il y a trois forces en présence :
- Le poids \overrightarrow{P}
- La réaction normale du support \overrightarrow{R}
- La force de traction \overrightarrow{T}
Déterminer si le système est isolé
On détermine d'après le bilan des forces si le système est isolé ou non :
- Si le bilan des forces est nul, le système est isolé.
- Si le bilan des forces n'est pas nul, le système n'est pas isolé.
Le bilan des forces n'est pas nul, le système n'est pas isolé.
Faire la somme vectorielle des forces
Dans le cas où le bilan des forces n'est pas nul, on effectue la somme vectorielle de toutes les forces répertoriées composante par composante.
On effectue la somme vectorielle des trois forces en présence :
La somme des trois vecteurs donne le vecteur nul : \overrightarrow{0}
Déterminer si le système est pseudo-isolé
On détermine à partir de la somme vectorielle des forces si le système est pseudo-isolé :
- Si la somme est nulle, le système est pseudo-isolé.
- Si la somme n'est pas nulle, le système n'est pas pseudo-isolé.
La somme des vecteurs est nulle, donc le système est pseudo-isolé.
Rappeler le principe d'inertie
On rappelle le principe d'inertie : un système isolé ou pseudo-isolé initialement au repos ou en mouvement rectiligne uniforme demeure dans son état.
D'après le principe d'inertie, si un point matériel n'est soumis à aucune force ou s'il est soumis à des forces extérieures qui se compensent, alors il est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme.
Conclure sur la possible nature du mouvement
On conclut sur la possible nature du mouvement du système :
- Si le système est isolé ou pseudo-isolé, alors il a un mouvement rectiligne uniforme ou il est immobile.
- Si le système n'est ni isolé, ni pseudo-isolé, alors il peut avoir un mouvement autre que rectiligne uniforme.
Compte tenu du principe d'inertie et du fait que le système soit tracté, le mobile est en mouvement rectiligne uniforme.