Cours Stage - Le principe d’inertie

Exercice - Fusée et pprincipe d'inertie

L'énoncé

On étudie le décollage d'une fusée.


Question 1

Dans un premier temps, rappeler les conditions d'application du principe d'inertie.

Pour appliquer le principe d'inertie, le système doit être en mouvement rectiligne uniforme OU immobile.

Attention, il existe deux cas.

Question 2

Après une première phase durant laquelle la fusée accélère, les frottements de l'air ne sont plus négligeables. La fusée avance alors à vitesse constante et en ligne droite.

Que permet de conclure le principe d'inertie sur la force de poussée des réacteurs, le poids de la fusée et les frottements de l'air ?

La fusée étant en mouvement rectiligne uniforme, par application du principe d'inertie on peut déduire que les forces se compensent.

Question 3

Ecrire mathématiquement le résultat du principe d'inertie.

On notera $\overrightarrow{P}$ le poids de la fusée, $\overrightarrow{R}$ la propulsion des réacteurs et $\overrightarrow{F}$ la force de frottement de l'air.

$\overrightarrow{P} + \overrightarrow{R} + \overrightarrow{F} = \overrightarrow{0}$

Question 4

En considérant que la propulsion des réacteurs est dirigée "vers le haut" et que le poids et la force de frottement de l'air sont dirigées "vers le bas" on obtient $ R = P + F$.

Application numérique : Calculer $F.$

Données :

Masse de la fusée : 750 tonnes.

Force de propulsion des réacteurs : 12000 kN.

Accélération de la pesanteur : g = 10 m/s².

F = 4 500 kN.

On rappelle que le poids est donné par $P = m \times g.$


Dans le système international, l'unité de masse est le kg.

1 tonne = 1 000 kg