Est-il vrai que les corps lourds tombent plus vite ?

Dans le vide, non : l’accélération n’est fixée que par g. Sur la Lune, une plume et un marteau tombent pareil. Sur Terre, le corps lourd paraît souvent plus rapide à cause d’un plus grand rapport masse/aire : la résistance de l’air pèse moins face à son poids.

Qu’est-ce que la vitesse limite ?

C’est la vitesse constante lorsque la résistance de l’air équilibre le poids : la résultante s’annule, l’accélération disparaît. Elle dépend de la masse, de l’aire, de la forme et de la masse volumique de l’air.

Pourquoi la résistance de l’air est-elle si simplifiée ?

La résistance réelle dépend de la forme, de la rugosité et du régime d’écoulement. Un modèle simple avec un coefficient de traînée montre déjà le ralentissement et l’approche de la vitesse limite — c’est assez pour comparer au lycée avec le vide.

Un corps en chute libre est-il en apesanteur ?

Apesanteur apparente : le corps et le support accélèrent pareil, il n’y a pas de force de contact. La masse et le poids n’ont pas disparu. C’est la même sensation chez les astronautes en orbite : chute libre continue autour de la Terre.

Chute libre

Lâchez des corps de masses différentes, avec ou sans résistance de l’air. Comparez avec le résultat de Galilée : l’accélération ne dépend pas de la masse.

Graphiques

À propos du modèle

La chute libre est le mouvement d’un corps sous le seul effet de son poids. On lâche un ou deux corps depuis la même hauteur. Dans le vide, tous tombent avec la même accélération g ≈ 9,8 m/s², indépendante de la masse (résultat de Galilée). Cinématique : v = gt, s = ½gt². On peut activer une résistance de l’air simplifiée (proportionnelle à v ou à v²) ; alors apparaît une vitesse limite lorsque la résistance équilibre le poids. g est constant et le champ, uniforme ; la poussée d’Archimède et la variation de g avec l’altitude ne sont pas prises en compte.

Public : Cinématique de lycée et lois de Newton : chute libre, indépendance de l’accélération vis-à-vis de la masse, résistance de l’air.

Notions clés

chute libre
accélération de la pesanteur
équations horaires
résistance de l’air
vitesse limite
Galilée
deuxième loi de Newton

Comment ça marche

Dans le vide, tous les corps tombent avec la même accélération g, indépendante de la masse — le résultat célèbre de Galilée. Avec une résistance de l’air linéaire, l’accélération diminue quand la vitesse croît, jusqu’à approcher la vitesse limite. Sans résistance, chaque pas de temps utilise la cinématique exacte à g constant (pas de dérive d’Euler sur y, v). Avec résistance, le mouvement est intégré numériquement. La hauteur se compte depuis le sol ; la vitesse est positive vers le bas.

Formules

Sans résistance :y = h − ½gt², v = gt

Avec résistance linéaire (modèle) :a = g − (k/m)v

Questions fréquentes

Est-il vrai que les corps lourds tombent plus vite ?: Dans le vide, non : l’accélération n’est fixée que par g. Sur la Lune, une plume et un marteau tombent pareil. Sur Terre, le corps lourd paraît souvent plus rapide à cause d’un plus grand rapport masse/aire : la résistance de l’air pèse moins face à son poids.
Qu’est-ce que la vitesse limite ?: C’est la vitesse constante lorsque la résistance de l’air équilibre le poids : la résultante s’annule, l’accélération disparaît. Elle dépend de la masse, de l’aire, de la forme et de la masse volumique de l’air.
Pourquoi la résistance de l’air est-elle si simplifiée ?: La résistance réelle dépend de la forme, de la rugosité et du régime d’écoulement. Un modèle simple avec un coefficient de traînée montre déjà le ralentissement et l’approche de la vitesse limite — c’est assez pour comparer au lycée avec le vide.
Un corps en chute libre est-il en apesanteur ?: Apesanteur apparente : le corps et le support accélèrent pareil, il n’y a pas de force de contact. La masse et le poids n’ont pas disparu. C’est la même sensation chez les astronautes en orbite : chute libre continue autour de la Terre.

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