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Un objet n'est jamais seul. Il existe dans un environnement qui agit sur lui et sur lequel , l'objet agit. La mécanique étudie les actions subies par les objets et les effets qui en résultent.

sommaire
1. Quelles actions l'objet subit-il de son environnement ?
2. Comment représenter les actions subies par les objets ?
2.1 les caractéristiques de la Force  2.2 notation de la Force 2.3 représentation de la Force
3. exemples de forces
3.1 mise en mouvement d'un objet 3.2 modification de la trajectoire

1. Quelles actions l'objet subit-il de son environnement ?

nous avons déjà défini que les objets peuvent avoir un mouvement, une trajectoire... dans les repères choisis.

Loi numéro une: "si on ne fait rien, il ne se passe rien ...."

Loi numéro deux: "si un objet agit sur un autre objet , sa vitesse peut être modifiée mais aussi sa trajectoire, sa forme."

 

Taper sur un ballon, ouvrir une porte, soulever un cadeau.......... ce sont des actes que l'on nomme actions

Une action est capable de mettre en mouvement un objet, de modifier le mouvement de cet objet ou de le déformer (dans les repères choisis).

On appelle Force le modèle physique qui traduit ces actions.

Pour analyser les forces il faut se poser la série de questions suivantes:

 
  • Qui agit ? les mains
  • Qui subit ? la barre des altères
  • Quel est l'effet produit ? mise en mouvement
  • force de contact (contact mains/barre)
  • force localisée aux points de contact
  • Qui agit ? la main
  • Qui subit ? le ballon
  • Quel est l'effet produit ? modification du mouvement
  • force de contact (contact mains/ballon)
  • force localisée au point de contact
  • Qui agit ? la Terre (gravité)
  • Qui subit ? l'animal
  • Quel est l'effet produit ? mise en mouvement
  • force à distance
  • force répartie

 

 

 

  • Qui agit ? l'air en mouvement
  • Qui subit ? la voile
  • Quel est l'effet produit ? déformation
  • force de contact
  • force répartie
  • Qui agit ? le poisson
  • Qui subit ? la canne à pêche
  • Quel est l'effet produit ? déformation
  • force de contact
  • force répartie
  • Qui agit ? le pied
  • Qui subit ? le ski
  • Quel est l'effet produit ? mise en mouvement
  • force de contact
  • force localisée au point de contact

 

2. Comment représenter les actions subies par les objets ?

2.1 les caractéristiques de la Force :

Chaque force est caractérisée par trois caractéristiques différentes.(dans les exemples , on ne fait varier qu'une seule caractéristique à la fois)

Direction

de la force exercée

horizontale

oblique

Sens

de la force exercée

vers la droite

vers la gauche

Valeur

de la force exercée

faible

forte

Point

d’application

de la force exercée

arrière

avant

2.2 notation de la Force :

On représente la force par un modèle mathématique: vecteur (un segment fléché) et un point d'application  

direction: oblique ou horizontale ou verticale

sens: vers la gauche ou vers la droite ou vers le haut ou vers le bas

valeur: Fcorps qui agit-->corps qui subit en newtons; mesurée à l'aide d'un dynamomètre

    et point d'application:
  1. point de contact pour les forces localisées
  2. centre de symétrie (centre de gravité G; corps homogènes) pour les forces réparties
dynamomètre             lecture graduation
dynamomètre             lecture d'une force F=0,1N

2.3 représentation de la Force :

Les caractéristiques du vecteur (segment fléché) correspondent à celles de la force.

 

Force

Segment fléché

Direction
  • Horizontale
  • Verticale
  • oblique
  • segment horizontal
  • segment Vertical
  • segment oblique
Sens (orientation)
  • orienté vers le haut
  • orienté vers le bas
  • orienté vers la droite
  • orienté vers la gauche
  • Flèche dessinée vers le haut
  • Flèche dessinée vers le bas
  • Flèche dessinée vers la droite
  • Flèche dessinée vers la gauche
Valeur Fcorps qui agit-->corps qui subit en newtons (N) donnée par la valeur lue sur le dynamomètre Longueur du segment en centimètres (cm) tracé selon une échelle. On peut utiliser un tableau de proportionnalité 
L F
1 cm 3N
? cm 9N

et point d'application :

Point d’application
  • Point où la force agit (force de contact)
  • Centre de l’objet (force répartie)
Origine du segment

3. exemples de forces :

3.1 mise en mouvement d'un objet :

Quel repère ? le sol

Qui agit ? le fil

Qui subit (le système) ? le chariot

c'est une force de contact, localisée.

direction: oblique

sens: vers la gauche

valeur: Ffil-->chariot = 5N

        et point d'application: point de contact A
Echelle: 1cm pour 2 N

donc 2,5cm pour 5N

     

3.2 modification de la trajectoire :

 

Quel repère ? le sol

Qui agit ? l'aimant

Qui subit (le système) ? la boule

c'est une force à distance, répartie.

direction: horizontale

sens: vers la gauche

valeur: Faimant-->boule = 1N

        et point d'application: point G (centre de gravité)
    Echelle: 1cm pour 0,5 N

donc 2 cm pour 1 N

 

Remarque importante: la direction du mouvement n'est pas obligatoirement celle de la force ! ...

Des forces particulières

La vers le chapitre du Poids , vers informations sur la Poussée d'ArchimèdeL'eau et l'air exercent aussi des forces et agissent sur les objets......

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