Forces et interactions

Forces et interactions

Pousser, tirer, attirer : modéliser ce qui agit sur un objet.

Qu'est-ce qu'une action mécanique ?

Action mécanique Tout ce qui peut mettre en mouvement, modifier le mouvement, ou déformer un objet. On la modélise par une force.

Une action ne se voit pas directement : on observe ses effets. Quand tu pousses une porte, on ne voit pas la force, mais on voit la porte bouger.

3 effets possibles d'une force Mettre un objet en mouvement (frapper un ballon arrêté).

Modifier le mouvement (ralentir, accélérer, dévier).

Déformer l'objet (étirer un ressort, écraser une éponge).

Actions de contact ou à distance ?

Action de contact L'objet qui exerce l'action touche celui qui la subit. Exemples : pied sur ballon, main sur porte, frottement de l'air, tension d'une corde, support d'une table.

Action à distance Aucun contact n'est nécessaire. Exemples : gravitation (la Terre attire la Lune), magnétisme (aimant attire le fer), électrostatique (ballon frotté attire les cheveux).

Une force, 4 caractéristiques

Une force se représente par un segment fléché et se caractérise par 4 grandeurs :

Les 4 caractéristiques Point d'application : l'endroit où la force s'exerce sur l'objet.

Direction : la droite suivie (horizontale, verticale, inclinée…).

Sens : pointe de la flèche.

Valeur ou intensité : en newtons (N), mesurée avec un dynamomètre.

Mesurer une force : le dynamomètre Un dynamomètre est un ressort gradué : plus la force exercée est grande, plus le ressort s'étire. La valeur s'affiche en newtons. Le poids d'une pomme de 100 g correspond à environ 1 N.

Faire l'inventaire des forces sur un objet

Pour étudier le mouvement d'un objet, on commence par lister les forces qui s'exercent sur lui. Cela s'appelle un bilan des forces.

Exemples d'inventaires Livre posé sur une table : poids (vers le bas) + réaction de la table (vers le haut). Les deux forces se compensent → équilibre.

Parachutiste en chute : poids (vers le bas) + frottements de l'air (vers le haut).

Voiture en mouvement : poids + réaction du sol + force motrice + frottements (air + route).

Satellite en orbite : essentiellement la gravitation de la Terre (pas de contact ; quasiment plus d'air à 400 km, frottements négligeables).

Équilibre = forces qui se compensent Si un objet est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme, c'est que toutes les forces qui s'exercent sur lui se compensent (annulation collective). Dès qu'elles ne se compensent plus, le mouvement change.

L'essentiel

Une action mécanique se modélise par une force : segment fléché.

Force = point d'application + direction + sens + valeur (en newtons).

Les actions sont de contact ou à distance (gravitation, magnétisme…).

On mesure une force avec un dynamomètre.

Un objet immobile ou en mouvement rectiligne uniforme est soumis à des forces qui se compensent.