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Transcription de la vidéo

bienvenue à toi on va étudier ici le cas d'un lac gelé donc j'ai représenté la surface ici en bleu avec la glace en dessous est sûre cela qu'on a deux blocs de glace identique chacun pèse 5 kg ou pour être plus précis je devrais dire la masse de chacun de ces blocs et 5 kg on a donc ces deux blocs qui sont posées sur cette surface gelée qu'on a un premier bloc ici qui est immobile ok ils ne bougent pas et le second bloc ici se déplace à une vitesse constante vitesse constante donc je vais représenter son vecteur vitesse mettons que ce blog se déplacent par exemple à 5 mètres par seconde donc 5 mètres/seconde - 1 alors pourquoi j'ai choisi ici des blocs de glace disposés sur un lac gelé c'est pour pouvoir négliger c'est pour pouvoir considérer que les frottements à cette interface entre la surface gelée du lac et le bloc de glace pour supposer que ces frottements sont nulles et c'est ce qu'on va faire durant toute cette vidéo donc que nous dit la première loi de newton dans cette situation elle nous dit que dans un référentiel galiléen le vecteur vitesse du centre d'un d'inertie d'un système est constant si et seulement si la somme des vecteurs forts ce qui s'applique sur ce système est un vecteur nul autrement dit si la somme des forces la somme vectorielle défense qui s'appliquent sur un des blocs de glace nuls alors ce bloc de glace reste soit immobile soit en mouvement avec une vitesse constante puisque un vecteur vitesse constant ça peut être un vecteur vitesse nul c'est le cas du bloc mobile où ça peut être un objet en mouvement avec un vecteur constants donc on va réfléchir comment sa première loi de newton s'applique à ces deux blocs de glace puisque on sait très bien que sur terre il ya déjà au moins une force qui s'appliquent sur ces deux blocs c'est le poids l'attraction gravitationnelle donc ces deux blocs de glace subissent l'attraction gravitationnelle de la terre donc une force orienté vers le bas proportionnelle à leur masse ok donc cette fin ce je vais l'écrire ici c'est le poids ppp est donc égale à la masse donc 5 kg que l'on multiplie par l'intensité de la pesanteur sur terre donc je le rappelle petit j'ai sur terre c'est 9,8 et ça l'unité d'une accélération cd m seconde - 2 et donc si on fait l'application numérique c'est cinq fois 9,8 ce qui fait 49 newton donc ces deux blocs qui ont la même masse de 5 2 5 kg subissent la force d'attraction de la terre donc le poids c'est à dire 49 newton et cette force est orienté vers le bas et donc là on pourrait croire en fait qu'on a fait apparaître une contradiction avec cette première loi de newton puisque je le rappelle elle dit dans un référentiel galiléen donc on admet ici qu'on est dans un référentiel galiléen tout point un matériel isolé et soit au repos soit animé d'un mouvement rectiligne uniforme donc concrètement ici à moins que la somme des forces qui s'exercent sur chacun des blocs soit non nul alors il devrait rester à l'état immobile et à l'état de vitesse constante or ici on vient de voir que chacun de ces deux blocs sur chacun de ces deux blocs s'exerce le poids et en premier abord on a donc l'impression qu'il ya une contradiction puisque on a une force qui paraît non compensés et donc on ne pourrait pas d'après cette première heure newton rester dans cette taille dans cet état immobile où cet état de vitesse constante ce mouvement rectiligne uniforme donc là je n'en entends déjà me dire attention attention tu as oublié quelque chose effectivement je fais exprès d'amener le problème de cette façon ces blocs de glace ne sont pas accéléré vers le centre de la terre il ya en fait cette surface de glace ce lac gelé sur lesquels ils sont posés qui fait que effectivement ce bloc est immobile et celui ci continue avec sa vitesse constante donc aucun de ces deux blocs n'ai accéléré vers le centre de la terre et ça c'est bien la preuve qu'on a une force supplémentaire qui rentrent en jeu dans ce problème est donc en fait tu as bien raison sur ce point c'est le fait d'avoir cette surface de glace qui nous permet d'avoir cette force qui compense le poids donc je vais la dessiner ici c'est une force de même intensité mais de sens opposé c'est la même main bien sûr sur les deux blocs voilà et donc pour chacun de ces deux blocs on est dans la situation où on a une force d'attraction exercé par la terre de 49 newton donc cette force est orienté vers le bas mais la glace le contact avec ce jeu là que je les procurent une force de même intensité mais de sens opposés c'est à dire que la flèche que j'ai représenté en violet ici la force de contact a également 49 newton mais cette fois orienté vers le haut est de même pour ce second bloc donc en fait on voit bien ici qu'il n'y a pas de contradiction avec la première loi newton puisque la somme vectorielle de du poids du bloc de glace et de la force de contact avec le sol fait bien 0 un vecteur nul donc on peut avoir ici un bloc immobile est ici un bloc à une vitesse constante la première loi de newton et bien vérifier puisque on est dans le cas la somme des forces vectorielle qui vaut le vecteur nul est donc cette force de contacts que j'ai représenté en violet ici qui est due au contact entre le bloc de glace et la surface de glace c'est ce qu'on appelle la réaction la réaction normale réaction normale donc du support puisque c'est lié aux contacts et donc on la note souvent air avec n donc n un grand thème pour la politique c'est une force qui est normal à la surface de contact et vectorielle bien sûr puisque c'est une force donc ce qu'on appelle rn il faut bien le retenir c'est la réaction normale c'est en fait une force qui fait que lorsqu'on pose un objet sur une surface si cette surface ne s'effondre pas si cet objet n'est pas accéléré c'est parce que cette réaction normale va compenser le poids de l'objet alors il faut savoir aussi que cette réaction normale ne prend pas en compte les forces de frottement par exemple si je dessine un bloc sur une surface inclinée voilà mon bloc en orange surface inclinée en gris la réaction normale que je vais appeler et rennes est bien orienté père points régulièrement à la surface donc bien sûr il est en plus des forces de frottement en fonction de la nature de cette interface il peut y avoir des forces de frottement et ça bien sûr elles sont a ajouté c'était un autre vecteur fort ce qui n'est pas pris en compte ici dans cette réaction normale alors bien sûr la question que tu peux te poser un j'imagine sait d'où vient cette force de réaction normale d'où vient cette force de contact alors si on zoome à un niveau vraiment très élevés sur cette interface qu'on descend jusqu'à la taille des atomes donc en dessous du nanomètre en dessous de 10 - 9 m et bien ce qu'on va voir c'est qu'en fait cette force de réaction normale c'est une force électromagnétique qu'ici j'ai essayé de représenter des atomes et je vais le faire peut-être un peu plus clairement ici donc imaginons que je regarde une molécule d'eau donc un gros atome d'oxygène et deux petits atomes d'hydrogène reliés à cet atome d'oxygène de la même façon de l'autre côté de la surface un gros atome d'oxygène et de petits atomes d'hydrogène et donc à l'échelle nanométrique et même en dessous à l'échelle de l'atome ce qui empêche le bloc de s'écraser sur la surface c'est la répulsion entre les électrons de cette première molécule et les électrons de la deuxième molécule douce convoi macroscopiquement comme une force de contact la réaction la réaction normale du support c'est en fait la résultante d répulsion donc des forces électromagnétiques qui s'exerce à l'échelle de chaque atome qui se trouve à cette interface