formulation complète est proposée par Isaac Newton dans son ouvrage "Philosophiae naturalis
principia mathematica" publié en 1687:
ère dans l'état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il
ue quelque force n'agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d'état. »>
1 sur 2 est par ailleurs aussi connu sous le nom de première loi de newton.
Problématique : Existe-t-il un lien entre les forces appliquées à une pierre de curling et son
mouvement?
Document 1: Le curling
L'objectif du jeu est de lancer la pierre le plus proche possible de la
cible.
En frottant la piste avec un balai, celle-ci se réchauffe suffisamment
pour créer une fine pellicule d'eau qui va permettre à la pierre une
meilleure glisse. Si le balayage n'est pas symétrique, il peut
provoquer une déviation de la pierre.
Document 2: Chronophotographies de la trajectoire d'une pierre de curling
Sans balayage
AXIOMATA
LEGES MOTUS
A。
Avec balayage
A。
Document 3: Somme des forces
Une bille, assimilée à un point matériel M, est immobile posée sur une table horizontale. Elle est soumise à deux
forces (l'action de l'air est négligée) :
➤ Son poids P qui représente la force exercée par la Terre sur l'objet ;
➤ La réaction normale R qui représente la force exercée par la table sur l'objet.
Bille
Terre
Table
M
Les deux forces ont :
➤ la même direction: perpendiculaire à la
table;
la même valeur : R=P=mxg;
➤de sens opposé.
Au repos, ces deux forces se compensent. Leur
somme vectorielle est un vecteur nul: R+P=0
DOI
Modélisation
Quand un point matériel est soumis à des forces qui se compensent, la somme vectorielle des forces est un vecteur
nul :
L Forces = 0
Questions:
1. (APP) Définir le système étudié et le référentiel choisi pour décrire le mouvement de la pierre de curling.
2. (ANA) A l'aide du document 2, indiquer quelle force est quasiment supprimée lorsqu'un joueur balaie la piste.
3. (REA-ANA) Représenter le diagramme objet-interaction (DOI) de la pierre au repos avant le lancer. Sans soucis
d'échelle, représenter sur un schéma les vecteurs forces qui s'exercent sur la pierre (modélisation).
4. (REA-ANA) Faire la somme vectorielle des forces. Que peut-on déduire ?
5. (REA-ANA) Représenter le diagramme objet-interaction (DOI) de la pierre une fois qu'elle a quitté la main du
joueur avec balayage.
6. (ANA-VAL) Indiquer en justifiant la nature du mouvement de la pierre assimilée à un point matériel.
7. (ANA-VAL) Indiquer la conséquence du balayage sur la nature du mouvement de la pierre.
8. (VAL) Conclusion: Relier la somme vectorielle des forces au mouvement d'un point matériel. Est-ce cohérent
avec le principe d'inertie énoncé par Newton?

Le système étudié est la pierre de curling, et le référentiel choisi est le référentiel terrestre, dans lequel nous observons le mouvement de la pierre par rapport au sol de la piste de curling.

**2. (ANA) A l'aide du document 2, indiquer quelle force est quasiment supprimée lorsqu'un joueur balaie la piste.**

Le document 2 indique que le balayage de la piste permet de réduire considérablement la résistance au frottement entre la pierre et la glace, ce qui quasiment supprime la force de frottement entre la pierre et la piste.

**3. (REA-ANA) Représenter le diagramme objet-interaction (DOI) de la pierre au repos avant le lancer. Sans soucis d'échelle, représenter sur un schéma les vecteurs forces qui s'exercent sur la pierre (modélisation).**

[Diagramme objet-interaction au repos]

**4. (REA-ANA) Faire la somme vectorielle des forces. Que peut-on déduire ?**

La somme vectorielle des forces au repos est nulle, ce qui signifie que la pierre est en équilibre, ne subissant aucune accélération.

**5. (REA-ANA) Représenter le diagramme objet-interaction (DOI) de la pierre une fois qu'elle a quitté la main du joueur avec balayage.**

[Diagramme objet-interaction au repos]

**6. (ANA-VAL) Indiquer en justifiant la nature du mouvement de la pierre assimilée à un point matériel.**

La pierre, une fois lancée, suit une trajectoire parabolique sous l'influence de la gravité. Elle subit un mouvement rectiligne uniformément accéléré dans le référentiel terrestre.

**7. (ANA-VAL) Indiquer la conséquence du balayage sur la nature du mouvement de la pierre.**

Le balayage réduit la résistance au frottement entre la pierre et la glace, permettant une meilleure glisse de la pierre et diminuant ainsi la friction. Cela permet à la pierre de parcourir une plus grande distance avec une vitesse plus constante.

**8. (VAL) Conclusion: Relier la somme vectorielle des forces au mouvement d'un point matériel. Est-ce cohérent avec le principe d'inertie énoncé par Newton?**

La somme vectorielle des forces agissant sur un objet est liée à son mouvement, conformément au principe d'inertie énoncé par Newton. Si la somme des forces est nulle, l'objet reste en repos ou en mouvement rectiligne uniforme. Ce principe s'applique également à la pierre de curling, où les forces en jeu déterminent son mouvement sur la glace de la piste de curling.