Chute libre, simulation 3D

Visualisation des forces s'exerçant sur un corps en chute

⃗P Poids ⃗f Frottement de l'air ⃗v Vitesse

Temps t

0.00 s

Altitude y

- m

Vitesse v

0.00 m/s

Accélération a

0.00 m/s²

Poids P = m · g

- N

Frottement f = k · v²

0.00 N

Conditions initiales

Hauteur initiale h 100 m

Masse m 2.0 kg

Modèle physique

Pesanteur g 9.81 m/s²

Frottement de l'air (modèle f = k·v²)

Coefficient k 0.10 SI

Notion : la chute libre

Un corps est en chute libre lorsqu'il n'est soumis qu'à une seule force : son poids ⃗P = m·⃗g.

Sans frottement (chute libre stricte / dans le vide) : la 2ᵉ loi de Newton donne ⃗a = ⃗g. L'accélération est constante et indépendante de la masse (Galilée).
Avec frottement de l'air : ⃗P + ⃗f = m·⃗a. La force ⃗f s'oppose à la vitesse et croît avec elle (modèle f = k·v²). Quand v augmente, l'accélération diminue jusqu'à s'annuler : on atteint la vitesse limite v_lim = √(m·g / k).

Compare la même hauteur sur la Terre puis sur la Lune, frottements activés : sur la Lune (sans atmosphère), une plume tombe à la même vitesse qu'un marteau !