CHAP 8 - UN EXEMPLE DE FORCE : LE POIDS D`UN CORPS

SC PHYS SECONDE
Thème – L’UNIVERS
TP 14 – page 1
TP N°14 - UN EXEMPLE DE FORCE : LE POIDS D'UN CORPS
But : Se familiariser avec le concept mécanique de FORCE. Décrire quelques expériences
de mécanique autour de la notion du poids d'un corps.
Nous allons d’abord nous intéresser à la mesure de l’intensité d’une force et à l’utilisation du
dynamomètre.
Sur vos paillasses se trouve une potence ou support sur lequel est fixé un dynamomètre, appareil
permettant de mesurer l'intensité d'une force.
ou
1. LA MESURE DU POIDS. LA RELATION ENTRE LE POIDS ET LA MASSE
 Réglez le dynamomètre pour qu'à vide (rien n'y est accroché), l'index indique 0.
 Accrochez successivement plusieurs masses marquées (Attention à ne pas dépasser la limite d'élasticité
du ressort) au crochet de l'un des dynamomètres. Employez le dynamomètre de portée 5 Newtons (5N).
QUESTION 1 : Notez les résultats dans le tableau n°1 du document-réponse, à compléter et à joindre à
votre compte-rendu : faire 5 ou 6 mesures différentes.
QUESTION 2 : Comparez les valeurs du rapport P/m. Calculez sa valeur moyenne et la donner dans les USI.
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QUESTION 3 : Construire le graphique poids P en fonction de la masse m sur papier millimétré. Quelle est
la forme de la courbe obtenue ?
QUESTION 4 : Si la courbe précédente est une droite, calculez son coefficient directeur. Comparez-le à la
valeur moyenne du rapport P/m calculée à la question 3. Quelle est son unité ?
 COURS : Le coefficient de proportionnalité est noté g, et est appelé intensité de la pesanteur
terrestre (à l'endroit où a eu lieu l'observation) ou encore, accélération de la pesanteur. Son unité
usuelle est en : N.kg-1 . Son unité dans le système international des unités est : m.s-2 (qui est l’unité d’une
accélération).
ON RETIENT :
Poids = masse x accélération de la pesanteur
P = m x g
Complément :
- une vitesse est une distance parcourue pendant une certaine durée : vit. = dist. / temps , vit. en m/s
- une accélération est la variation d’une vitesse pendant une certaine durée :
acc. = vit. / temps = dist. / temps² !! en m/s² ou m.s-2 dans le système international des unités.
2. NOTION DE FORCE
La mécanique repose sur le concept de force. Une force désigne une action mécanique
caractérisée en particulier, par son sens et son intensité.
On parle du vecteur force. Sur la figure ci-dessus, FK / S désigne la force ou l’action mécanique
qu’exerce K (le bonhomme) sur S (la corde). Elle est portée par la corde (DIRECTION de la force),
dirigée de S vers K (SENS de la force), avec une intensité représentée par la longueur du vecteur.
Son POINT D'APPLICATION est la main de K (attache entre K et S).
QUESTION 5 : Complétez le document-réponse en dessinant le vecteur associé à la force
qu’exerce S sur K, et qui s’écrit
FS / K
. Complétez le tableau n°2 du document-réponse en
indiquant le point d’application, la direction et le sens des deux forces.
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3. REPRÉSENTATION VECTORIELLE DES FORCES DANS L'EXPÉRIENCE 1
Application au petit exercice précédent : dans les expériences précédentes (§1), le solide
P , est soumis à une force de tension du fil auquel il est suspendu, que l'on
suspendu, de poids ⃗
⃗
notera T . Ces forces sont des vecteurs.
QUESTIONS 6 : Répondre sur le document-réponse.
6.1. Réfléchir à la situation physique : pourquoi le solide suspendu ne tombe-t-il pas ? Si on coupe
la ficelle, que se passe-t-il ? En déduire le rôle de chaque force qui s'applique à la masse
marquée.
6.2. Quel est le sens et quelle est la direction (ou droite d’action) du vecteur poids ? Quel est
son point d'application ?
T ?
6.3 Mêmes questions pour la force de tension du fil ⃗
6.4. Faire un dessin de la situation et représentez ces forces par des vecteurs, en faisant très
attention à respecter le sens et la direction de ces forces. (Choisir éventuellement une échelle
de représentation (tant de cm pour tant de N, à préciser !)
Lorsque le solide suspendu est à l'équilibre, quelle relation peut-on écrire entre les deux
T ?
P et ⃗
vecteurs ⃗
6.5.
Rédigez l’ensemble des réponses aux 6 questions et rendre le TP
à la date indiquée par le professeur.
1 compte-rendu pour 2
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2nde – TP 14 – NOMS :……………………………………… Et ………………………………………
TP 14 FORCE ET POIDS D’UN CORPS
DOCUMENT-RÉPONSE
Tableau de mesures n°1
Masse m (en kg)
Poids P (N) indiqué par le dynamomètre
Rapport P/m (à calculer)
Valeur moyenne du rapport P/m (+unité SI) 
Courbe P=f(m) : à tracer sur papier millimétré. Axes à légender: Grandeur physique + unité.
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Représentation vectorielle des forces (1) :
S la corde ; K le personnage. Représentez la force qu’exerce S sur K notée
FS / K
et complétez
le tableau n°2.
Tableau 2 : (/2)
Point d’application
F K /S
FS/K
Direction ou droite d’action
sens
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Représentation vectorielle des forces s'appliquant à la masse marquée
Répondre ici aux questions 6.
Réponses aux questions :
: