Les enfants aiment parfois faire la course de voitures-jouets le long des rampes pour voir quelle voiture se déplacera plus rapidement. Les voitures descendent plus rapidement les rampes que lorsqu’on les pousse sur une surface de jeu plane comme un plancher. En effet, une rampe est un exemple de plan incliné, dans lequel des forces non équilibrées agissant sur la voiture la tirent rapidement vers le bas de l’avion. Plus l’angle d’inclinaison est grand, plus la voiture ira vite. Pour comprendre pourquoi cela se produit, vous devez comprendre les bases du fonctionnement du mouvement.
Trois lois du mouvement
Un enfant jouant avec une voiture-jouet illustre les trois lois du mouvement de Newton. Ces trois lois fondamentales entrent en jeu, que l’enfant pousse la voiture sur le plancher ou qu’il la glisse sur une rampe.
Les lois fondamentales du mouvement sont :
1) Un objet au repos restera au repos à moins qu’une force directe ne soit exercée sur lui.
2) La force est égale à la masse multipliée par l’accélération. Plus l’accélération requise est grande, plus la force nécessaire pour agir sur elle est grande.
3) Chaque action a une réaction égale et opposée. Quand un enfant pousse une voiture-jouet, il repousse son corps dans la direction opposée.
Surfaces planes
Il est facile de voir comment ces lois s’appliquent lorsqu’un enfant pousse une voiture sur une surface plane comme un plancher. La voiture est d’abord au repos jusqu’à ce que l’enfant exerce une force sur elle en la poussant. Le corps de l’enfant a tendance à reculer légèrement lorsque sa main pousse vers l’avant sur la voiture. La voiture accélère alors qu’elle se déplace sur le plancher. Le degré d’accélération dépend de la force avec laquelle l’enfant l’a poussé. Une fois qu’il commence à bouger, d’autres forces, comme la friction, agissent pour le ralentir jusqu’à ce qu’il s’arrête complètement.
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