Chapitre IV – Les forces

I – Les actions mécaniques.

1) Qu'est-ce qu'une action mécanique?

Frappe dans un ballon

Lorsque la chaussure du joueur de foot touche le ballon, celui-ci se met en mouvement : une action mécanique exercée par la chaussure du joueur sur le ballon a permis cette mise en mouvement.
 
Taper sur un ballon, ouvrir une porte, tirer sur un ressort………. ce sont des actes que l'on nomme actions mécaniques.

Une action mécanique est toujours exercée par un objet (l’acteur) sur un autre objet (le receveur).

Dans l'exemple précédent, la chaussure est l'acteur de l'action mécanique et le ballon est le receveur.

2) Les différentes actions mécaniques.

a) Les actions mécaniques à distance

Il existe des actions mécaniques sans contact entre l’acteur et le receveur : on les appelle les actions mécaniques à distance.

Action de pesanteur : Cette action mécanique agit sur les objets proches de la Terre. L'acteur est la Terre et le receveur est l'objet à proximité de la Terre. Cette action est notamment responsable de la chute des objets.

Action de pesanteurAction magnétique : Si on approche une bille de fer d'un aimant, elle est attirée par l'aimant. La bille est le receceveur de cette action mécanique et l'aimant est l'acteur.

Action magnétiqueAction électrostatique : Si on approche une règle électrisée (que l'on a frotté vigoureusement avec un tissu) d'un filet d'eau sortant d'un robinet, on observe que le filet d'eau est dévié. L'acteur de cette action est la règle et le receveur est l'eau.

action electrostatique

Les actions magnétiques , électrostatiques et de pesanteur sont des actions mécaniques à distance et réparties sur tout le volume du corps.

b) Les actions mécaniques de contact

Il existe également des actions mécaniques de contact qui nécessitent un contact entre l’acteur et le receveur.

Ces actions de contact peuvent être localisées (au point de contact entre l'acteur et le receveur) ou réparties (sur le volume du receveur).

Exemples :

  • Tension d’un fil (localisée de contact) : La tension d'un fil est une action mécanique de contact localisée au point d'attache fil-boule (A). Cette action empêche la boule de tomber.

La tension d'un fil est une action mécanique de contact localisée au point d'attache fil-boule (A). Cette action empêche la boule de tomber.

  • Réaction du support (répartie de contact) : La réaction de la table sur la boite empêche la boite de s'enfoncer dans la table. C'est une action mécanique de contact et répartie.

réaction d'un support sur une boite.

  • Action du vent sur une voile (répartie de contact) : Cette action mécanique de contact est répartie sur toute la voile car les molécules d'air frappent la voile sur toute sa surface.

Action du vent sur une voile

3) Les effets des actions mécaniques

Une action mécanique exercée sur un corps peut provoquer :

  • L'équilibre ;
  • une mise en mouvement ;
  • une modification de la trajectoire et/ ou de la vitesse ;
  • une déformation.

II – Les forces.

1) Définition.

Une force est la représentation d’une action mécanique.

2) Caractéristiques d’une force.

wagonnet tiré

La corde exerce une action mécanique localisée pour laquelle on peut préciser :

  • un point d’application (le point d’attache entre la corde et le wagon)
  • une direction (celle de la corde)
  • un sens (du wagon vers la corde)
  • une intensité (qui dépend de l’effort réalisé).

3) Synthèse.

Pour caractériser une force, il faut préciser :  

  • son point d’application
  • sa direction
  • son sens
  • son intensité

Une force exercée par le corps A sur le corps B est représentée par un segment fléché (vecteur) noté :

Force éxercée par le corps A sur le corps B

La connaissance de ce vecteur nous donne la direction, le sens et l’intensité de la force (grâce a la direction, au sens et à la norme du vecteur).

L’intensité d’une force s’exprime en newton (symbole N).

On peut la mesurer grâce à un dynamomètre.

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