LA FORCE

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LA FORCE
I- Aspect dynamique
1- Les débuts difficiles de la dynamique
 Aristote (384 – 322 av. J.C) Pour lui un corps ne pouvait être
en mouvement que s'il était soumis à des forces.
La bille remonte à la même hauteur
Théorie qui prévaut jusqu'au 17e siècle Error! La
mécanique stagne
 Galilée (1564 – 1642) Il démontre que la théorie d'Aristote est
fausse  la bille ne devrait pas s'arrêter quand le plan est horizontal.
 Newton (1642 – 1727) Il reprend la théorie de Galilée et la
complète par sa deuxième loi : tout corps persévère dans son
état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite, à moins qu'il ne soit déterminé à changer cet
état par des forces agissant sur lui.
2- Variation de vitesse et action mécanique

Étude de document (mouvement circulaire uniforme et lâché sur coussin d'air)


  
Représentation des vitesses v1 , v 2 , v 3 , … et des variations de vitesse  v 6  3 ,  v 9  6 , …
Observation :

 v a toujours la direction du fil tendu.
5

v3
Le mouvement du palet a deux phases différentes.
4
3
Faire le bilan des actions mécaniques appliquées

 v6  3
6

v6

v6
7

 v3
au palet pour chacune des phases.
1ère phase : Attraction terrestre
2
+ action de la table
O
+ action du fil

2ème phase : Attraction terrestre + action de la table
v
21

Quelle est l'action mécanique responsable de la variation  v
du vecteur vitesse au cours du mouvement circulaire ?
L'action du fil est responsable de cette variation.

Exemple 2 : Banc à coussin d'air
Mobile libre de se déplacer sur le banc incliné
Une cellule permet la mise en marche et l'arrêt de l'horloge
Quelle est l'action mécanique responsable de la variation du vecteur vitesse au cours du mouvement ?
Une composante du poids est responsable de cette variation.

Exemple 3 : Déviation d'une bille en mouvement par un aimant
Quelle est l'action mécanique responsable de la variation du vecteur vitesse au cours du mouvement ?
La trajectoire de la bille est modifiée donc le vecteur vitesse.
C'est l'action magnétique qui produit cette modification.
Ph. Georges
Sciences
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3- Généralisation
Qu'appelle-t-on force ?
On appelle force l'action mécanique responsable de la variation du vecteur vitesse.
Une force peut provoquer :
- la mise en mouvement du mobile
- la variation du vecteur  au cours du mouvement  modification du mvt.
Cela correspond aux effets dynamiques des forces.
Conclusion
- Si un corps au repos se met en mouvement, il est nécessairement soumis à une force.
- Si un corps ralentit, s'arrête, change de direction, il est nécessairement soumis à une force.
II- Aspect dynamique des forces
1- Observations
 Observer et commenter ces deux schémas
BOXEUR
LECTRICE
Le sac se déforme sous l'action du poing
La main maintient l'équilibre du livre
Une force peut provoquer la déformation
Une force peut contribuer au maintien de
du corps sur lequel elle s'exerce.
l'équilibre du corps sur lequel elle s'exerce.
 Citer d'autres exemples
Ressort déformé
Fil qui soutient une balle
Pâte à modeler
Lampe fixée au plafond
Une étagère surchargée
Corps posé sur un support
Un élastique sur lequel on tire.
Bois et corde de l'arc
 Conclusion
Les corps en équilibre sont soumis à des forces ; les forces peuvent provoquer des
déformations. Ces effets sont appelés les effets statiques des forces.
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III- La force
1- Les effets d'une force
Des forces s'exerçant sur un système peuvent :
- provoquer une variation de sa vitesse ;
- le maintenir en équilibre ;
.
- le déformer.
2- Les caractéristiques d'une force
Toute force est caractérisé par un vecteur qui a :
- une direction ou droite d'action ;
- un sens ;
- une norme mesurée en newtons, souvent appelée intensité de la force.
Nous préciserons par la suite le point d'application.
IV- Les différents types de forces
Force à distance
Force de contact
Force répartie
Force localisée ou ponctuelle
Il n'y a AUCUN CONTACT entre le système qui subit
la force et celui qui crée cette force
Il y a CONTACT entre le système qui subit la force et
celui qui la crée.
Il s'agit d'une force s'exerçant EN TOUT point d'une
surface ou d'un volume.
Elle agit sur une petite zone assimilable à UN POINT :
le point d'application.
À partir de ces définitions faire une classification des forces suivantes ; donner des exemples
supplémentaires.
Force électrique
Poids d'un corps
Action d'un support
Force magnétique
Tension d'un fil
Tension d'un ressort
Barrage
Ballon en sustentation
Forces nucléaires
Vent sur une voile
Poussée d'Archimède
Locomotive sur un wagon
Chaise sur le sol
Air sur tous les objets
Forces de frottement
Le plus souvent les forces réparties peuvent être remplacées par une force unique équivalente
à l'ensemble des forces élémentaires. Le point d'application est alors fixé de façon arbitraire
(centre de gravité pour le poids – Point de contact pour la réaction d'un support)
Ph. Georges
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