Cours : Les forces

Notion de force
QCM de fin de cours
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Les forces

La force est une grandeur qui permet de modéliser une action mécanique, c'est à dire le fait qu'un objet A agit sur un objet B.

Une force peut agir :

  • à distance si les objets ne se touchent pas (le poids d'un objet par exemple qui est l'action de la Terre sur l'objet)
  • par contact si les deux objets se touchent (frottement de l'air, réaction du sol, force de traction...) 

Une force sera toujours caractérisée par :

  • sa direction : c'est la droite d'action
  • son sens : droite-gauche, vers le haut, dans le sens du mouvement...
  • sa valeur : exprimée en Newton
  • son point d'application : point où agit cette force (dans le cas du poids c'est le centre de gravité de l'objet)
caractéristiques d'une force

La force sera donc représentée par un vecteur.

Afin de ne pas inventer de force qui n'existe pas on recherchera à chaque fois l'acteur et le receveur, et donc on pourra écrire la force sous la forme :

\Large \overrightarrow{F_{acteur/receveur}}


Quelques forces à connaître

Poids

Le poids est une force verticale dirigée vers la bas. Sa valeur a été vue en seconde :

\boxed{\Large{P=m \times g}}

Unités du système international

P en N

m = kg

g = 9,81 N.kg-1

vecteur poids

Réaction du support

La réaction du support est la force qui évite que l'objet s'enfonce dans le support. Cette force est toujours perpendiculaire au support dirigée vers le haut.


Dans le cas du skieur la réaction de la piste l'empêche de s'enfoncer.

reaction du support sur un skieur

Forces de frottement

Les forces de frottement sont opposées au mouvement. Cette force est toujours tangente à la trajectoire dirigée dans le sens opposé au déplacement.


Dans le cas de l'avion la force de frottement est appelée traînée, c'est une force de frottement fluide dont on pourrait calculer l'intensité (formule donnée sur le dessin, qui n'est pas à connaître).

trainée, force de frottement sur un avion

Notion d'équilibre

Condition d'équilibre

Un objet est à l'équilibre si les forces qui agissent sur lui :

  • Son coplanaires (dans un même plan)
  • On des droites d'action concourantes (se coupent en un même point)
  • Se compensent (leur somme vectorielle est nulle)

Principe d'inertie

Si la somme des forces appliquées à un solide est nulle alors le solide a un mouvement rectiligne uniforme.


La réciproque est vraie (si le mouvement est rectiligne uniforme alors la somme des forces appliquées au solide est nulle).

équilibre statique d'un solide
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