Un ballon de football et une moto à la même vitesse : lequel est le plus dur à arrêter ?
www.ndolomath.comFiche de révision de Physique : « La quantité de mouvement », proposée par ndolomath.comndolomath
La quantité de mouvement
💡 Idée principale : la quantité de mouvement combine masse et vitesse. Pour un système isolé, elle se conserve : c’est ce qui explique le recul d’un fusil ou d’une fusée.
Étapes résumées
, en kg·m/s.
Pour un système, on additionne les quantités de mouvement.
Un système isolé conserve sa quantité de mouvement.
L’impulsion d’une force mesure la variation de .
Définition
pquantité de mouvement en kg·m/smmasse en kgvvitesse en m/s
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Exemple guidé
Énoncé
Compare la quantité de mouvement d’un ballon (0,45 kg ; 20 m/s) et d’une moto avec son pilote (200 kg ; 20 m/s).
Solution
Ballon : . Moto : .
1. Comprendre : masse et vitesse ensemble
Arrêter un ballon lancé à 10 m/s est facile ; arrêter une moto à la même vitesse est bien plus difficile. La vitesse seule ne suffit donc pas à décrire « la quantité de mouvement » : il faut aussi la masse. Le vecteur réunit les deux. Il a la direction et le sens de la vitesse.
Conservation
2. Système isolé
Exemple du recul : au départ tout est immobile, donc .
Exemple guidé
Un fusil de 4 kg tire une balle de 10 g à 400 m/s. Calcule la vitesse de recul du fusil.
Solution : . , dans le sens opposé.
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3. Impulsion d’une force
Une force constante agissant pendant modifie la quantité de mouvement : .
Le recul et l’explosion
Exercice type
Un pêcheur de 70 kg, debout sur une pirogue immobile de 130 kg, saute vers la rive à 2 m/s. Quelle est la vitesse de recul de la pirogue ?
Solution : Système isolé {pêcheur + pirogue} : se conserve, il est nul au départ. . : la pirogue recule.
Fusée
Les gaz éjectés vers l’arrière poussent la fusée vers l’avant.
Recul du fusil
La balle part, l’arme recule.
Tourniquet d’arrosage
L’eau éjectée fait tourner les bras.
Collision
La quantité de mouvement totale se conserve.
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À toi de jouer
1. m = 2 kg, v = 3 m/s. Calcule p.
2. Pourquoi une fusée avance-t-elle dans le vide ?
3. Deux objets immobiles se repoussent. Que vaut leur p totale après ?
Réponses : 6 kg·m/s · conservation de la quantité de mouvement · zéro. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
est un vecteur : le sens compte.
La masse doit être en kg : 10 g = 0,01 kg.
La conservation ne vaut que pour un système isolé ou pseudo-isolé.
Méthode
Définis le système, écris avant et après, puis égale-les en projection sur un axe.
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