Le Sport – Chapitre 2 – Interactions entre deux

Le Sport – Chapitre 2 – Interactions entre deux
A- Systèmes en interaction.
Un système est défini par une limite imaginaire qui sépare les corps composant le système et le monde
extérieur. Deux systèmes peuvent interagir entre eux en exerçant des forces entre eux.
Exemple: Le système étudié est un pot, le terreau et une fleur plantée dedans.
B- Force et interaction.
B.1
Interaction entre deux systèmes.
Deux systèmes peuvent
rentrant en contact.
interagir
entre
eux
Interaction
de contact
avec la table
en
Le système :
pot + fl eur
Deux systèmes peuvent interagir entre eux sans
contact, à distance.
L’interaction entre deux systèmes se modélise par une
force.
Exemple:
Interaction à distance
avec la Terre
Le pot de fleur est en contact avec une table qui interagit
avec lui, et il subit l'attraction de la Terre, qui se fait à
distance. On peut ajouter l'interaction de contact avec l'air
de l'atmosphère.
B.2
Mesurer une force.
Une force se mesure avec un dynamomètre.
Force de traction
Il
faut
mesurer
son
intensité, sa direction et
son point d'application.
On la représente par une
flèche.
L'intensité d'une force
s'exprime en Newton (N )
Force de traction
Interaction
avec la corde
Interaction
avec la corde
Modèle
Interaction
avec la Terre
Poids de l'objet
Exemple:
On suspend un objet avec deux fils.
C- Bilan des forces.
Le bilan des forces est l'inventaire de toutes
les forces extérieures qui s'exercent sur un
système.
T1
T1
Force de
T2 traction
Force de
traction
Somme
On fait ensuite la somme de ces forces qui
peut éventuellement être nulle, lors que les
forces se compensent.

P
T2

P
Poids de l'objet
Pour faire la somme des forces, on « ajoute
les flèches en les mettant bout à bout ».
Exemple:
On simplifie le schéma précédent et on fait la somme des forces (qui est ici nulle).
1/4

P T1 T2= 
0
Le Sport – Chapitre 2 – Interactions entre deux
D- Exercices.
Exercice 1 :
Le bobsleigh est accroché avec une corde à la base de lancement,
sur la piste glacée.
a) Faites l'inventaire des forces qui s'exercent sur le bobsleigh.
b) Que se passe t il si on coupe la corde ?
c) Faites alors le nouvel inventaire des forces .
Exercice 2 :
Sur les schémas suivants, dessinez le vecteur force manquant qui permet d'avoir la somme des forces nulle.
F1
F2
F1
F3
F2
F2
F3
Exercice 3 :
En dessinant la somme des vecteurs forces, vérifiez si la somme des forces est nulle ou non pour les deux situations
suivantes.
F4
F2
F3
F2
F1
F2
F3
F4
F3
F1
F1
Exercice 4 :
Grâce à l'échelle fournie, mesurez sur les dessins l'intensité de la force ( en Newton ).
F1
F3
2 mN
2 kN
2/4
F2
2 dN
Le Sport – Chapitre 2 – Interactions entre deux
Exercice 5 :
En utilisant le système d'axe dessiné à
coté du schéma, donnez les coordonnées
verticales et horizontales de chaque force
( en N ).
F1
Fy
(N)
F3
Faites ensuite la somme des coordonnées
horizontales
et
la
somme
des
coordonnées
verticales.
Qu’observez
vous ? Pourquoi ce résultat ?
0
5 Fx
(N)
0
5 Fx
(N)
F2
Exercice 6 :
Fy
(N)
En utilisant le système d'axe dessiné à coté du schéma, donnez les
coordonnées verticales et horizontales de la force ( en N ). On les
notera Fx et Fy
Calculez
force

F
√F
2
x
+F 2y
. Mesurez graphiquement l'intensité F de la
F1
. Conclusion ?
Exercice 1 p243 (livre)
Exercice 2 p255 (livre)
E- Correction
Exercice 1:
a) Le poids

P

R
(verticale vers le bas) , la
réaction de la piste

R
(perpendiculaire à la

T

piste) et la traction de la corde
T
(parallèle à la piste, dans l'axe de la corde). La
somme des trois forces est nulle.

P

R

P
b) La somme des forces n'est plus nulle, le
bobsleigh se met en mouvement, sa vitesse augmente.
c) Il ne reste plus que

P
et

R
, la somme est non nulle.
Exercice 2:
F1
F1
F2
F3
F1
F4
F2
F2
F3
Exercice 3 :
F3
F3
F4
F4
F2
F1
F2
F1  F2  F3 F4 ≠
0
F3

R

R

T
F2
F3
F1
F1
F1  F2  F3 ≠
0
F1  F2 F3 F4 ≠
0
3/4

P

P 
R

P
Le Sport – Chapitre 2 – Interactions entre deux
Exercice 4 :
On fait des « produits en croix » pour changer d'échelle.
On fera attention aux unités : mN = x10-3 N, kN = x103 N, dN = x10-1 N
Force
F1
:
Force
schéma
22 mm
41 mm
valeur
2mN
F 1=
41
−3
×2=3,7×10 N
22
F2
:
schéma
22 mm
42 mm
valeur
2kN
F2=
F1
Fy
(N)
On a pratiquement un vecteur nul.
5 Fx
(N)
F2
Exercice 6:
Si on connait les coordonnées du
vecteur force, on peut calculer l'intensité
de la force grâce à la formule.
40 mm
Fy
(N)
 
 
 
 
40
×2×10−1 =3,6×10−1 N
22


5 Fx
(N)
2
 
2
F 1 = −4,7   4,1  =6,2 N
schéma
24 mm
0
F3=
F2 3,6    3,43,6−6,5

= 0,5 ≈0
−3,8 F 1  F 2  F 3
3,5−3,80,0 −0,3
F3 −6,5
0,0
F1 −4,7
4,1
F1
valeur
2dN
F1 3,4
3,5
F3
0
:
schéma
22 mm
42
×2×103 =3,8×10 3 N
22
Exercice 5 :
Ce résultat s'obtient aussi en faisant la
somme géométrique des vecteurs
forces.
F3
Force
30 mm
valeur
5N
30
F1 = ×5=6,3 N
24
Exercice 1 p243
1- On veut étudier le mouvement du ballon, donc le système sera le ballon.
2- Le sol ou le gardien ou le joueur.
3- Le sol est un référentiel terrestre.
Exercice 2 p255
1- Schéma 1 : la corde pousse la flèche vers l'avant
2- Le schéma 2 représente la force de traction, exercée par l'archet sur la corde pour la tendre et la retenir en position
tendue.
4/4