I. Situation d’apprentissage
Au cours d’un match de football, un joueur appuie son pied sur le ballon (déformation), puis lui donne un coup (mise en mouvement). Le ballon est ensuite dévié par un autre joueur. Ces situations illustrent les différentes actions mécaniques subies par un objet.
II. Actions mécaniques et notion de force
1. Effets d’une action mécanique
Une action mécanique exercée par un corps A sur un corps B peut :
- mettre B en mouvement ;
- modifier le mouvement de B (accélération, déviation, arrêt) ;
- déformer B (allongement d’un ressort, balle aplatie, etc.) ;
- maintenir B en équilibre (corps suspendu ou posé).
2. Définition d’une force
Les effets d’une action mécanique sont modélisés par une force. Une force est une grandeur vectorielle caractérisée par :
- un point d’application (l’endroit où elle agit) ;
- une direction (droite d’action) ;
- un sens (orientation le long de cette droite) ;
- une valeur (intensité), exprimée en newton (N).
3. Forces de contact et forces à distance
- Forces de contact : exercées lorsqu’il y a contact entre deux corps (poussée, traction, frottement, tension d’un fil…).
- Forces à distance : exercées sans contact (poids dû à la gravitation, force magnétique, force électrique…).
III. Représentation vectorielle et résultante
1. Représenter une force
On représente une force F⃗ par un vecteur :
- origine : point d’application ;
- droite de la flèche : direction de la force ;
- sens de la flèche : sens de la force ;
- longueur : proportionnelle à la valeur de la force, selon une échelle donnée (ex. 1 cm pour 1 N).
2. Résultante de plusieurs forces
Lorsque plusieurs forces agissent sur un même solide, on peut les remplacer par une force résultante F⃗, obtenue par addition vectorielle :
- F⃗ = F⃗₁ + F⃗₂ pour deux forces ;
- on utilise la « règle du parallélogramme » ou la « méthode du polygone des forces » pour construire graphiquement la résultante.
IV. À retenir
- Une action mécanique se traduit par une force appliquée sur un corps.
- Une force peut mettre en mouvement, modifier un mouvement, déformer ou maintenir un corps en équilibre.
- Une force se représente par un vecteur défini par son point d’application, sa direction, son sens et sa valeur.
- Plusieurs forces peuvent être remplacées par une force résultante obtenue par addition vectorielle.
Créé par Haniel_dev