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Chute verticale d'un solide
Bilan des forces :
- le poids
- la force de frottement fluide (laminaire en v pour des objets petits avec une vitesse faible, turbulente en $v^2$; pour des objets gros avec une vitesse fluide)
- la poussée d'Archimède
Equation du mouvement :
Expression des forces :
On applique la 2ème de loi de Newton :
Équation différentielle du mouvement :
On projette sur un axe vertical (Oz) :
Soit vecteur position :
Vitesse limite :
Chute libre d'un solide
Un objet est en mouvement de chute libre lorsqu'il n'est soumis qu'à l'action de son poids.
(2ème loi de Newton), et
D'où
L'accélération est donc une constante vectorielle sous réserve que la chute se fasse dans un champ de pesanteur uniforme.
Résolution de l'équation différentielle :
On intègre :
On intègre de nouveau :