élève

Chapitre 3 : Forces s’exerçant sur un solide
I. Qu’est-ce qu’une force ?
1. Définition et caractéristiques
 Activité : « Bilan de forces »
On appelle force toute cause capable de …………….. le mouvement d’un corps ou de le
déformer.
Une force possède les caractéristiques suivantes :
- ……………. : celle de l’action de la mécanique exercée,
- ……………. : celui de l’action mécanique exercée,
- ……………. : la valeur de la force exprimée en …………. (N)
2. Composition et décomposition des forces
 Activité : « Composition, décomposition et somme des forces »
Les forces appliquées à un système sont des grandeurs ……………… que l’on sait
additionner. Ces forces n’ayant pas toutes le même point d’application, il est préférable de
construire leur somme à partir d’un point extérieur au système.
Le vecteur « somme des forces » est appelé ………………. des forces appliquées au système.
De la même façon, une force peut être remplacée par ses ……………………..
II. Exemples de forces
 Activité : « Somme, composition et décomposition de forces »
1. Poids d’un corps



Le poids P d’un corps de masse m donné par P  mg a comme caractéristiques :
- direction : verticale,
- sens : de haut en bas,
- valeur mg avec m en kg et g en N.kg-1.
Elle s’applique au centre de gravité du corps.
2. Poussée d’Archimède
 Mise en évidence expérimentale
-
Est-ce que le ressort conserve le même
allongement lorsque le solide est immergé ?
L’allongement dépend-il de la taille ou de la
forme du récipient ?
Le poids de l’objet a-t-il changé ? Que peut-on
en conclure ?


Le poussée d’Archimède donnée par     V g a comme caractéristiques :
- direction : verticale,
- sens : de ………………………..,
- valeur : égale au poids du fluide déplacé Vg avec  en ……, V en ….. et g en N.kg-1.
Elle s’applique au centre de gravité du fluide déplacé appelé centre de poussée.
3. Force de rappel exercée par un ressort
 Voir AE n°4 : «Les forces »

La force de rappel F exercée par un ressort a comme caractéristiques :
- direction : celle du ressort,
- sens : …………….. à la déformation du ressort,
-
valeur : F  k l  l0 avec une constante de raideur k exprimée en N.m-1 et l  l0 en m.
Elle s’applique au point d’accroche de l’objet.
4. Réaction d’un support plan
 Voir le diaporama : «Réaction d’un support plan »
Cette force a deux composantes :

- l’une est …………………….. au support, c’est la réaction normale RN qui empêche
le solide de pénétrer dans le support.

- l’autre appartient au plan du support, c’est la réaction tangentielle RT encore appelée
force de …………………..
5. Force de frottement fluide
 Voir AE n°5 : «Mesure de la viscosité d’un liquide »
Un solide de forme sphérique en mouvement au sein d’un fluide est soumis de la part de ce
fluide à une force de frottement qui a même direction que le vecteur vitesse du solide mais de
sens contraire.
L’intensité de cette force augmente avec la ……………….
Pour les faibles vitesses, la valeur de la force est proportionnelle à la valeur de la vitesse :


f   6  R v
Pour les vitesses élevées, la valeur de la force de frottement fluide est proportionnelle au carré
de la valeur de la vitesse.
III. Equilibre et mise en mouvement d’un solide
 Voir AE n°4 : « Les forces »


Lorsqu’un solide est soumis à deux forces F1 et F2 est en équilibre :
- les forces ont la même …………………………,
- la somme vectorielle des deux forces est nulle.
  
F1  F2  0
 

Lorsqu’un solide est soumis à trois forces F1 , F2 et F3 , non parallèles, est en équilibre :
- les forces sont concourantes,
- la somme vectorielle des trois forces est nulle.
 
 
F1  F2  F3  0