Deuxième loi de Newton et champs uniformes
Appliquer la deuxième loi, traiter chute libre et champ électrique uniforme.
Physique-chimie · fiche gratuite · 14 min de lecture
Ce qu'il faut savoir faire
Appliquer la deuxième loi de Newton, puis traiter les deux cas types : chute libre et champ électrique uniforme.
La deuxième loi
Σ F⃗ = m a⃗ dans un référentiel galiléen — le préciser fait partie de la réponse attendue.
La méthode ne change jamais :
- Définir le système et le référentiel.
- Faire le bilan des forces.
- Projeter sur les axes.
- Intégrer une fois pour la vitesse, deux fois pour la position.
- Déterminer les constantes avec les conditions initiales.
Chute libre
Une seule force, le poids. Donc a⃗ = g⃗ : l'accélération ne dépend pas de la masse. C'est contre-intuitif et c'est régulièrement demandé.
Avec une vitesse initiale inclinée, on obtient un mouvement parabolique. En projetant : mouvement uniforme sur l'horizontale, uniformément accéléré sur la verticale.
Champ électrique uniforme
Force électrique F⃗ = q E⃗. Entre deux plaques séparées de d et soumises à une tension U : E = U/d.
L'accélération vaut a⃗ = qE⃗/m. Attention au signe de la charge : un électron est dévié dans le sens opposé au champ.
La structure mathématique est identique à celle de la chute libre — même méthode, même forme de trajectoire.
Énergie
Théorème de l'énergie cinétique : la variation d'énergie cinétique est égale à la somme des travaux des forces. C'est souvent le chemin le plus court quand la question ne demande pas la durée.
Les erreurs qui coûtent le plus
- Oublier de préciser le référentiel galiléen.
- Confondre les conditions initiales sur la vitesse et sur la position lors des intégrations.
- Oublier le signe de la charge en champ électrique.
- Croire qu'un corps plus lourd tombe plus vite en chute libre.
Vérifié le 13/10/2026 : ce chapitre figure au programme officiel de l’enseignement de spécialité de physique-chimie de terminale (arrêté du 19-7-2019, NOR MENE1921249A, BO spécial n° 8 du 25 juillet 2019), thème « Mouvement et interactions » — son annexe porte « Deuxième loi de Newton », « Mouvement dans un champ de pesanteur uniforme », « Mouvement d’une particule chargée dans un champ électrique uniforme » et, pour les aspects énergétiques, la capacité « Exploiter la conservation de l’énergie mécanique ou le théorème de l’énergie cinétique ». L’épreuve, elle, est régie à compter de la session 2027 par la note de service du 11-9-2026 (NOR MENE2622644N, BO spécial n° 4 du 17 septembre 2026), qui porte sur « le programme de l’enseignement de spécialité de la classe de terminale en vigueur ».
Teste-toi — 4 questions corrigées
Réponds sans regarder la fiche : la correction et l'explication s'affichent après chaque réponse.
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Entre deux plaques distantes de d soumises à une tension U, le champ vaut :
Réponse : U / d. Et la force sur une charge q vaut F = qE. Attention au signe de q : un électron est dévié dans le sens opposé au champ. -
Avant d'appliquer la deuxième loi de Newton, il faut préciser :
Réponse : le référentiel galiléen. Le référentiel fait partie de la réponse attendue, pas du décor. L'omettre coûte un point à presque chaque sujet. -
En chute libre, l'accélération :
Réponse : est égale à g, indépendante de la masse. Le poids est proportionnel à la masse, et la deuxième loi divise par cette même masse : elle disparaît. Contre-intuitif, et régulièrement demandé. -
Dans un champ de pesanteur uniforme, la trajectoire d'un projectile lancé obliquement sans frottement est :
Réponse : une parabole. L'accélération est constante et verticale : x(t) est affine, y(t) est du second degré. En éliminant t entre les deux, on obtient l'équation d'une parabole. La trajectoire n'est rectiligne que si la vitesse initiale est verticale ou nulle.
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