Chapitre 18 : Actions mécaniques _ Forces

Chapitre 18 : Actions mécaniques _ Forces .
Objectifs : # modéliser une force .
# Connaître les effets des forces . I _ Effets d'une force
Le mouvement d'un objet est provoquée par une action, appelée action
mécanique. Ex : _ La pierre qui tombe parce qu'elle est soumise à l'attraction de
la terre.
_ La canne de billard frappe la boule qui se met en mouvement
Un solide se met en mouvement que si une action est exercée sur lui . Les actions exercées sur un objet peuvent :
# Le mettre en mouvement : voilier (vent); ballon de foot (
pied ) .....
# Modifier sa trajectoire : Pour changer la direction de
déplacement du
ballon, le footballeur donne un coup
de pied dans le ballon .
# Le déformer : L'action exercée par la raquette de tennis
déforme la balle.
Les mains du sauteur plient la perche.
Remarque : De telles actions sont des actions mécaniques.
II _ Caractéristiques d'une force
Une force est parfaitement déterminée si l'on connaît :
# La direction selon laquelle elle s'exerce.
# le sens dans lequel elle agit .
# sa valeur ( ou intensité ) qui mesure l'effort qu'il faut
fournir pour produire une action . Dessin :
[pic] [pic] III _ Mesure de la valeur d'une force 1°) _ L'appareil de mesure
Dessin :
[pic] [pic] On mesure la valeur (intensité) d'une force avec un
dynamomètre . Principe :
Un dynamomètre (voir dessin) est constitué d'un tube transparent
gradué contenant un ressort droit (fixé au tube à l'une de ses
extrémités). L'autre extrémité (libre) est reliée à un crochet portant
un index. La déformation du ressort provoque le déplacement de cet
index devant la graduation. 2°) _ Unité La valeur (intensité) d'une force s'exprime en Newtons ( N ) [pic] [pic] 4.1 _ Définition et notation Une force est caractérisée par sa direction, son sens, et sa valeur.
Un vecteur, appelé
Vecteur-force , lui est associé . Il a pour direction et sens ceux de la
force, et une longueur proportionnelle à la valeur de la force .On le
représente par une flèche. dessin :
[pic] 4.2 _ Caractéristiques du vecteur-force Le vecteur-force F est caractérisé par :
# l'origine : point d'application de la force
# la direction : la droite d'action de la force
# le sens : celui du déplacement
# sa norme : Représentation du vecteur-force à partir d'une
échelle choisie
la norme du vecteur-force est notée : F
V _ Classification des forces 1°) _ Des forces de contact Les forces de contact sont celles qui s'exercent sur un corps B
dès qu'il est en
contact avec un corps A . Ex : # Forces de contact localisées :
Lancer un javelot : le contact des doigts du lanceur sur le
javelot est localisé et quasiment ponctuel. # Forces de contact non localisées :
Les forces de contact sont réparties quand la taille de la
surface de contact n'est pas ponctuelle.
Dessin :
[pic]
Certaines forces de contact sont évidentes , car elles se font entre
solides . Elles sont localisées ou réparties selon la taille de la surface
de contact . 2°) _ Forces à distance Les forces à distance agissent sans qu'un lien de matière soit nécessaire
entre l'objet qui cause la force et celui qui la subit : elles agissent
donc à travers le vide. Ex : # Les forces d'origine électrique (ou électrostatique)
# Les forces d'origine magnétique
# Les forces liées à l'attraction de la terre . Il existe trois catégories de forces qui peuvent agir à distance sur
un système : ce sont les forces d'origine électrique, magnétique et
d'attraction universelle.