I. Modélisation des actions mécaniques :
1. Notion d’une force:
- Pour pouvoir étudier l’action mécanique et comprendre son effet on la modélise par une grandeur physique appelée la force.
- La force est une action mécanique exercée par un objet « acteur » sur un autre objet « receveur ».
- Une force est toute action mécanique capable de :
- Provoquer ou modifier le mouvement d’un objet.
- Déformer un objet.
- Maintenir l’objet au repos (en équilibre)
- On distingue deux types de forces : forces de contact et forces à distance.
- La force a deux effets: effet dynamique et effet statique.
2. Les Caractéristiques d’une force
On représente la force par une vecteur appelée vecteur force symbolisé par une lettre portant une flèche.
La force est définie par ses quatre caractéristiques :
a. Le point d’application
b. La droite d’action ( ou la direction)
c. Le sens
d. L’intensité
a. Le point d’application:
Le point d’application est le point ou s’exerce la force.Il appartient toujours au receveur.
| Pour une force de contact localisé : le point d’application est le point de contact entre l’acteur et le receveur. | Pour une force de contact répartie : le point d’application est le centre de la surface de contact entre l’acteur et le receveur. | Pour une force à distance : le point d’application est le centre de gravité du receveur noté G |
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| Le point d’application de la force exercée par le fil sur la boule est Le point A. | Le point d’application de la force exercée par la table sur la boite est Le point B. | Le point d’application de la force exercée par la terre sur la boule est Le point G. |
Remarque :
Pour les corps homogènes ayant des formes géométriques simples, le centre de gravité est confondu (coïncide) avec le centre géométrique du corps.
b. Droite d’action ou direction :
C’est la droite selon laquelle agit la force, elle passe par le point d’application.
Exemple:
- La droite d’action de la force exercée par le fil sur la boule est la droite oblique (inclinée) (AG) .
- La droite d’action de la force exercée par la terre (le poids du corps) sur la boule est la droite verticale passant par G.
- La droite d’action de la force exercée par l’aimant sur la boule est la droite horizontale passant par G.
c. Sens :
C’est le sens de l’effet de cette force c-à-d le sens de la force selon la droite d’action.
On peut l’exprimer par l’expression : de …… vers……
Exemple:
- Le sens de la force exercée par le fil sur la boule est du A vers le haut.
- Le sens de la force exercée par la boule sur le fil est du A vers le bas.
- Le sens de la force exercée par la terre sur la boule est du G vers le bas.
c. Intensité:
C’est une grandeur physique mesurable qui se mesure grâce a un dynamomètre.
On la note par une lettre : F ; P ; T ; R …
L’unité de l’intensité d’une force est le Newton, noté N.
Exemple: l’intensité de la force exercée par la terre sur un corps est égale 60N , on écrit simplement F=60N
Exercice d'application:
On considère une boule suspendue d’un fil et attiré par un aiment.
1 – Faire Le bilan des force exercées sur la boule?
2 – Donner les caractéristiques de chaque force. Sachant que leurs intensité est 4 N?
3 – Représenter les forces,(échelle 1 cm représente 2N)
Réponse:
1. Le bilan des forces:
- La force exercée par le fil sur la boule.
- La force exercée par l’aimant sur la boule.
- La force exercée par la terre sur la boule(le poids de la boule).
2. Les caractéristiques de chaque force:
=> La force exercée par le fil sur la boule.
– Le point d’application: le point A.
– La droite d’action: la droite oblique (AB).
– Le sens: de A vers B.
– L’intensité: T = 4N.
=> La force exercée par la terre sur la boule.
– Le point d’application: G le centre de gravité.
– La droite d’action: la droite verticale passant par le point G.
– Le sens: de g vers le bas.
– L’intensité: P = 4N.
=> La force exercée par l’aimant sur la boule.
– Le point d’application: G le centre de gravité.
– La droite d’action: la droite horizontale passant par le point G.
– Le sens: de G vers la droite.
– L’intensité: R = 4N.
3. la représentation:
calcule la langueur des vecteurs forces.
1cm ——–>2N
x ———–> 4N
donc x = (1cm x 4N) /2N = 2cm
la langueur de toutes les forces est 2cm.
