3e · Chapitre 06
Tire directement sur la flèche pour régler les quatre caractéristiques d'une force, charge un ressort pour comprendre le dynamomètre, puis ajuste deux forces jusqu'à l'équilibre.
Une force modélise l’action d’un objet sur un autre. On la représente par une flèche qui porte ses quatre caractéristiques : le point d’application, l’endroit où l’action s’exerce; la direction, la droite qui porte la flèche; le sens, donné par la pointe; la valeur, en newtons, donnée par sa longueur.
Ouvrir l’animationL’allongement d’un ressort est proportionnel à la force qu’il subit : doubler la force double l’allongement. Le coefficient de proportionnalité, la raideur, est propre à chaque ressort — un ressort raide s’allonge moins pour la même force. Graduer cet allongement en newtons, c’est fabriquer un dynamomètre.
Ouvrir l’animationUn système soumis à deux forces est en équilibre lorsque ces deux forces ont la même droite d’action, des sens contraires et la même valeur : on dit qu’elles se compensent. Si l’une l’emporte, le système se met en mouvement dans son sens.
Ouvrir l’animationEn physique, une force est la modélisation d'une action mécanique. On lui associe un point d'application, une direction, un sens et une intensité. Un système à l'équilibre est soumis à des forces qui se compensent.
Lorsque deux objets A et B sont en interaction, il existe deux actions mécaniques : A agit sur B et B agit sur A.
Une force possède un point d'application, une direction qui définit la droite d'action, un sens et une valeur (aussi appelée intensité). Le point d'application est l'endroit où l'action s'exerce : pour une action de contact, c'est le point de contact.
Une action de contact s'applique là où les deux objets se touchent : le crochet, la corde, la main, le sol. Une action à distance, comme le poids, s'exerce sur toute la matière du corps : on la place alors, et alors seulement, au centre de gravité.
On note F A/B la force exercée par l'objet A sur l'objet B. Il peut être utile de modéliser le système étudié par un point.
L'intensité d'une force se mesure en newtons (N) à l'aide d'un dynamomètre.
Lorsqu'on exerce une force sur un ressort, il s'étire ou se comprime plus ou moins selon sa raideur et l'intensité de la force. On crée alors une échelle propre à chaque ressort.
Les forces sont représentées par des flèches qui commencent au point d'application, suivent la droite d'action dans le sens de la force, et dont la longueur est proportionnelle à sa valeur.
Un système est à l'équilibre lorsque les forces qu'il subit se compensent. S'il n'est soumis qu'à deux forces, celles-ci ont la même droite d'action, des sens inverses et des intensités égales.
Sur un même schéma, on utilise la même échelle pour toutes les forces. Certaines forces, bien moins intenses que les autres, peuvent parfois être négligées.
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