Fiche_1_P Domaine : SMT Discipline : Physique Classe : 10ème Durée : 2 heures Thème : Forces et mouvements Contenus : Actions mécaniques Plan du cours : Activité 1 : effets d’une action mécanique Activité 2 : modélisation d’une action mécanique Activité 3 : poids d’un corps Activité 4 : caractéristiques du poids Activité 5 : relation entre la masse et le poids d’un corps Prérequis : Notion de vecteur Représentation d’un vecteur Masse d’un corps Mise en situation : 1. Un athlète qui lance le marteau : a) Quels sont les éléments de son corps qui exercent une action sur le marteau ? b) Quel effet cette action produit sur le marteau ? 2. Les mains d’un sauteur exercent une action mécanique sur la perche : a) Quel effet cette action produit-elle sur la perche ? b) La perche exerce-t-elle une action sur le sauteur ? 3. saut en hauteur : a) sous quelle action un athlète retombe après un saut en hauteur ? b) cette action est-elle de contact ou à distance ? répartie ou localisée ? c) y a-t-il une relation entre cette action et la masse de l’athlète ? Activité 1 : les effets d’une action mécanique poussons du doigt un chariot ou une bille en acier sur une table horizontale lisse ou approchons de la bille en acier un aimant. Accrochons une masse à l’une des extrémités d’un ressort. Consigne : 1. Quels sont les effets d’une action mécanique ? 2. Qu’est-ce qu’une action mécanique ? 3. Quels sont les différents types d’actions mécaniques ? Réponses possibles : 1. Mise en mouvement et modification du mouvement (effet dynamique), maintien en équilibre et déformation élastique (effet statique). 2. Une action mécanique ou force est toute cause capable de produire ou de modifier le mouvement (effet dynamique) d’un corps, ou de participer à la déformation d’un corps (effet statique). 3. Les différents types d’actions mécaniques sont : Action mécanique de contact : l’auteur (qui fait l’action) et le receveur (qui subit l’action) sont en contact direct ; Action mécanique à distance : l’auteur et le receveur ne sont pas en contact direct ; Action mécanique localisée : l’action s’exerce sur un point (son point d’application) ; SANGARE Moustapha_Physique_10ème _Action mécanique Page 1 Action mécanique répartie : l’action s’exerce sur toute une surface ou sur tout un volume. Activité 2 : caractéristiques d’une action mécanique Fixons l’une des extrémités d’un ressort à spires non jointives à un crochet fixe. Dans un premier temps, tirons horizontalement au fur et à mesure sur son extrémité libre. Dans un deuxième temps, poussons cette même extrémité. Consigne : 1. Identifie la direction du ressort dans les deux cas. 2. Quelles sont les caractéristiques d’une force ? 3. Comment peut-on modéliser (représenter) une action mécanique ? Réponses possibles : 1. Dans les deux expériences, le ressort reste horizontal ; 2. Le ressort reste horizontal tant que les actions sont horizontales et aussi des déformations plus en plus importantes nécessites des actions plus en plus grandes. Les caractéristiques d’une action mécanique sont : Le point d’application : là où l’action s’applique ; Le sens : c’est celui du déplacement (ou de la déformation) ; La direction : c’est le support de l’action ; L’intensité: c’est la valeur de l’action mécanique. Elle se mesure à l’ aide d’un peson à ressort ou dynamomètre. Elle se mesure en Newton. 3. Une action mécanique est représentée par un vecteur appelé vecteur-force, noté ⃗ . L’intensité de l’action représente la longueur du vecteur. On la note ⃗ . Activité 3 : poids d’un corps Abandonnons un corps dans l’air. Consigne : 1. Quel est le mouvement du corps ? 2. A quelle action est dû ce mouvement ? 3. Définis le poids d’un corps et donnes ses caractéristiques. Réponses possibles : 1. Le corps tombe ; 2. le mouvement est dû à l’action que la terre exerce sur le corps ; 3. le poids d’un corps une action à distance, répartie en volume, exercée par la sur un corps. Les caractéristiques du vecteur-poids d’un corps sont : le pont d’application : c’est le centre de gravité ou centre de masse du corps ; la direction : c’est la verticale du lieu ; le sens : du haut vers le bas ; l’intensité : notée ⃗⃗ Activité 4 : relation entre la masse et le poids d’un corps En un lieu donné, l’intensité du poids d’un est proportionnelle à sa masse. ⃗ où est une constante appelée intensité de la pesanteur. Au voisinage de la terre, . SANGARE Moustapha_Physique_10ème _Action mécanique Page 2 Saut en hauteur Saut Saut àà la la perche perche Lancée de marteau SANGARE Moustapha_Physique_10ème _Action mécanique Page 3