Fiche de révision

Physique

Les chocs

Billes, boules de pétanque, voitures tamponneuses : que se passe-t-il pendant un choc ?

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Fiche de révision de Physique : « Les chocs », proposée par ndolomath.comndolomath

Les chocs

💡 Idée principale : au cours d’un choc entre deux solides isolés, la quantité de mouvement totale se conserve. Si le choc est élastique, l’énergie cinétique se conserve aussi.

Étapes résumées

Pendant un choc, le système est considéré comme isolé.
Toujours : ${\vec{p}}_{avant} = {\vec{p}}_{après}$ .
Choc élastique : $E_{c}$ conservée.
Choc mou : les corps restent collés, une partie de $E_{c}$ est perdue.

Les types de chocs

Choc élastique

Conservation de

\vec{p}

et de

E_{c}

. Ex. : billes d’acier.

≠

Choc mou (inélastique)

Conservation de

\vec{p}

seulement ; les corps restent liés.

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1. Comprendre : ce qui se conserve

Lors d’un choc, les forces entre les deux objets sont très intenses mais durent très peu. Pour le système des deux objets, ce sont des forces intérieures : la quantité de mouvement totale se conserve toujours. L’énergie cinétique, elle, ne se conserve que si le choc est élastique, c’est-à-dire sans déformation durable.

Vitesses après le choc

2. Choc mou

m_{1} v_{1} + m_{2} v_{2} = (m_{1} + m_{2}) v

Les deux corps repartent ensemble à la même vitesse $v$ .

3. Choc élastique frontal (cible au repos)

v_{1}^{'} = \frac{m_{1} - m_{2}}{m_{1} + m_{2}} v_{1} v_{2}^{'} = \frac{2 m_{1}}{m_{1} + m_{2}} v_{1}

Exemple guidé

Énoncé

Un wagon de 2 t roulant à 3 m/s percute un wagon de 1 t à l’arrêt et s’y accroche. Calcule leur vitesse commune.

Solution

2 \times 3 = 3 \times v

.

v = 2 m/s

.

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Cas remarquable

Deux billes de même masse, choc élastique frontal : la première s’arrête, la seconde part avec sa vitesse (pendule de Newton).

Application : choc mou

Exercice type

Énoncé

Un wagon de 2 t roulant à 3 m/s heurte un wagon de 1 t immobile. Ils restent accrochés. Calcule leur vitesse commune et l’énergie perdue.

Solution

Conservation :

2 000 \times 3 = 3 000 v

donc

v = 2 m/s

.
Avant :

E_{c} = \frac{1}{2} \times 2 000 \times 9 = 9 000 J

.
Après :

E_{c} = \frac{1}{2} \times 3 000 \times 4 = 6 000 J

; perte : 3 000 J (chaleur, déformation).

À retenir

Tous les chocs : la quantité de mouvement $\vec{p} = m \vec{v}$ se conserve.
Choc élastique : l’énergie cinétique se conserve aussi.
Choc mou : les objets repartent ensemble, de l’énergie est perdue.

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À toi de jouer

1. Quelle grandeur se conserve dans tout choc ?

2. m1 = m2, choc élastique, v1 = 5 m/s, cible au repos : v2′ ?

3. 1 kg à 4 m/s colle à 3 kg au repos. Vitesse commune ?

Réponses : la quantité de mouvement · 5 m/s · 1 m/s. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

L’énergie cinétique ne se conserve pas dans un choc mou.
Les vitesses sont algébriques : choisis un sens positif.
Les masses doivent être dans la même unité.

Méthode

Écris la conservation de

\vec{p}

sur un axe ; si le choc est élastique, ajoute la conservation de

E_{c}

.

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Choc mou (inélastique)

1. Comprendre : ce qui se conserve

Vitesses après le choc

2. Choc mou

3. Choc élastique frontal (cible au repos)

Énoncé

Solution

Application : choc mou

Énoncé

Solution

À retenir

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