Tutorat en physique PHY131H1 à U of T St George

La force indiquée est déjà la force résultante. Utilisez d’abord $F_{\text{rés}}=ma$ avec le sens positif choisi, puis calculez la vitesse avant de décider si le chariot change de sens.

1. Déduire l’accélération de la force résultante

   La force résultante est négative puisqu’elle pointe vers la gauche : $F_{\text{rés}}=-0{,}50\,\mathrm{N}$. La deuxième loi de Newton donne

   $$\begin{aligned}a&=\frac{F_{\text{rés}}}{m}\\&=\frac{-0{,}50}{0{,}50}\\&=-1{,}0\,\mathrm{m/s^2}.\end{aligned}$$

   Il s’agit déjà de la force résultante; ne soustrayez pas une autre force de frottement.

2. Calculer la vitesse finale

   Une force résultante constante sur une masse constante produit une accélération constante. Donc

   $$\begin{aligned}v&=v_0+at\\&=4{,}0+(-1{,}0)(2{,}0)\\&=+2{,}0\,\mathrm{m/s}.\end{aligned}$$

   Le signe positif indique que le chariot se déplace toujours vers la droite.

3. Calculer et interpréter le déplacement

   À accélération constante, la vitesse moyenne vaut $(v_0+v)/2=(4{,}0+2{,}0)/2=3{,}0\,\mathrm{m/s}$. Ainsi,

   $$\begin{aligned}\Delta x&=v_{\mathrm{moyenne}}\Delta t\\&=3{,}0\times2{,}0\\&=+6{,}0\,\mathrm{m}.\end{aligned}$$

   Le déplacement est de 6,0 m vers la droite.

4. Vérifier le sens sur tout l’intervalle

   La vitesse diminue régulièrement de $+4{,}0$ à $+2{,}0\,\mathrm{m/s}$; elle reste donc positive. Le chariot ralentit sans changer de sens.

   Si la même force continuait d’agir, il s’arrêterait un instant à $4{,}0\,\mathrm{s}$, puis se déplacerait vers la gauche. Ce prolongement dépasse l’intervalle donné.

   L’accélération indique le sens de la variation du vecteur vitesse. Elle ne pointe pas nécessairement dans le sens du mouvement actuel.