• Les forces

    Les actions mécaniques et leurs effets

    Lorsqu'un footballeur frappe dans le ballon, il exerce une action mécanique qui peut mettre en mouvement le ballon (lors d'un pénalty), ou modifier sa trajectoire et/ou sa vitesse (lors d'une déviation).

     L'action mécanique exercée par le perchiste sur la perche permet de déformer la perche.

        

    Une action mécanique peut donc :

    - mettre en mouvement un corps

    - modifier la vitesse et / ou la trajectoire d'un corps

    - déformer un corps

     

    L'action mécanique est exercée par un acteur (ou donneur) (celui qui agit) sur un receveur (celui qui subit).

     

     

    Comment modéliser (représenter) une action ?

    Une action mécanique exercée par un corps sur un autre corps peut être modélisée par une force.

    Dans le cas ci-dessous, étudions la force exercée par le pied sur le ballon au moment de la frappe :

    modélisation

                                                                                                                              (cliquer sur l'image pour l'agrandir)

    Une force peut être définie par 4 caractéristiques :

    - sa droite d'action (ou "direction" : ce terme peut prêter à confusion)

    - son sens

    - son point d'application

    - son intensité

     

    On représentera une force par un segment fléché (un "vecteur"). Cette flèche tiendra compte des 4 caractéristiques citées ci-dessus.

     

    La droite d’action correspond à la droite portant le segment fléché

    Le sens précise l’orientation de la flèche

    Le point d’application correspond au point de départ de la flèche : ce point est situé sur le corps qui subit l’action.

    L’intensité : la longueur du segment fléché est proportionnelle à l’intensité de la force (l’échelle doit être précisée)

     

     

     Comment noter une force ?

    On sait que pour chaque grandeur physique correspond un symbole : "m" pour la masse, "v" pour la vitesse ...  (Pour plus de rappels, consulter la fiche Grandeurs, valeurs et unités).

    Sur la notation de la force, on précise qui exerce la force et qui la subit, de la façon suivante :

       cette notation signifie que c'est A qui exerce la force sur B

     La flèche signifie qu'il s'agit d'un vecteur.

    NB : La notion de vecteur sera étudiée en mathématiques.

    Exemple : la force exercée par le pied (noté P) sur la ballon (noté B) sera précisée à côté du segment fléché de la manière suivante :

     

     

     

    Les différents types de forces

    Il existe des actions qui nécessitent un contact, et d'autres qui se font sans contact, c'est-à-dire à distance. On distingue donc :

    • les forces de contact

    - la force de poussée exercée par un corps pour en déplacer un autre 

    - la force de traction exercé par un corps pour en tirer, retenir un autre

    - la force de frottement de l'air sur un corps en mouvement

    - la force de réaction d'une surface (sol, table ...) qui empêche un objet de continuer de tomber

    - ...

    •  les forces à distance

    - la force de gravitation qui attire les objets au sol

    - la force magnétique qui permet à un aimant d'attirer un objet en fer

    - la force électrique qui permet à une règle en plastique qui a été frottée d'attirer par exemple un morceau de papier

     

     

    Pour les forces de contact, le point d’application de la force sera le point de contact entre l’acteur et le receveur de la force.

    Pour les forces à distance, le point d’application sera le centre de gravité (du corps subissant l’action).

     

    Exemple : étudions les forces s'exerçant sur une bille suspendue à un fil

    - la force exercée par la Terre sur la bille = force à distance qui attire la bille vers le sol.

    - la force exercée par le fil sur la bille = force de contact qui retient la bille, qui l'empêche de tomber au sol.

     

     

     

     Comment mesurer une force ?    Quelle est l'unité de la force ?

    La force peut se mesurer avec un dynamomètre.

    L'unité de la force est le Newton (symbole : N).

     

     

       

     

     

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