08 Forces et lois de Newton

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08 Forces et lois de Newton
Physique passerelle
hiver 2016
1. Force
Définition de la force en physique :
Toute cause capable de déformer un corps ou den modifier la vitesse.
Exemples de forces :
La force se mesure en newtons [N] à l’aide d’un dynamomètre :
Chaque force possède :
• une direction
• un sens
• une intensité
• un point d’application

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2. Résultante
Il se peut que plusieurs forces s'exercent simultanément sur un même objet:
→ Toutes ces forces ont l’effet d’une seule force que l’on appelle résultante.
→ On construit la résultante en mettant les forces bout à bout, dans n’importe quel ordre :
Il se peut que la résultante soit nulle, dans ce cas l’objet est en équilibre :
Examen d
’
h
iver 2015
:
Examen d’été 2009 :

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3. Lois de Newton
• Première loi de Newton (= loi d'inertie) :
Si la résultante des forces qui agissent sur un corps est nulle, ce corps effectue un MRU.
Examen d
’
h
iver 2
012
:
• Deuxième loi de Newton (lien entre force et accélération) :
(page 134)
• est l’intensité de la résultante en newtons [N]
• est la masse du corps en kilogrammes [kg]
• est l’accélération subie par le corps en [m/s
2
]
Examen d
’
h
iver 2
0
0
9
:
• Troisième loi de Newton (= principe d'action et de réaction) :
Toute action produit une réaction d'intensité égale et de sens opposé.
Examen d
’
été 2011
:

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4. Exercices
Exercice 1
Dans les deux dessins ci-contre, il s'agit du même
ressort. Dans le premier cas, une extrémité du ressort
est accrochée à un mur. La masse suspendue à son
autre extrémité par l'intermédiaire d'une poulie tire sur
le ressort avec une force dont l'intensité vaut 10 N. Dans
le second cas, on a mis le ressort en équilibre en
suspendant, par l'intermédiaire de poulies, une masse à
chacune de ses extrémités. Indiquer sur le dessin
l'intensité de la force de pesanteur que doit produire
chacune de ces masses de manière à ce que
l'allongement du ressort soit le même dans les deux cas.
Exercice 2
Que peut-on dire de la résultante de deux forces opposées ?
Exercice 3
Deux personnes tirent en sens contraire sur chaque extrémité d'un dynamomètre. Chacune exerce une
force d'intensité égale à 300 N. Quelle est l'intensité indiquée par ce dynamomètre ?
Exercice 4
a) Déterminer graphiquement la résultante des forces F
1
et F
2
pour chaque situation ci-dessous.
b) Dans quel(s) cas le système est-il en équilibre ?
i)
ii)
iii)
iv)
v)

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Exercice 5
Un aimant attire une bille qui roule vers lui.
a) Est-il juste de dire que la bille attire l'aimant?
b) Comment le vérifier?
Exercice 6
Discuter si les paires de forces suivantes sont des exemples d'action–réaction.
a) La Terre attire une brique et la brique attire la Terre.
b) Le vent exerce une force sur les voiles d'un bateau, et l'eau exerce une force sur sa dérive.
c) Un cheval tire une calèche et l'accélère, tandis que la calèche tire en sens inverse sur le cheval.
d) Un cheval tire sur un traîneau sans réussir à le faire bouger, tandis que le traîneau exerce sur le cheval une
force vers l'arrière.
e) L'hélice pousse l'air vers l'arrière de l'avion, et l'air propulse l'avion vers l'avant.
Exercice 7
Lorsqu'une personne pousse une voiture en panne sur une route horizontale, la voiture réagit en exerçant
une force opposée sur la personne.
a) Expliquer pourquoi il est quand même possible de faire avancer la voiture.
b) Décrire ce qui se passe si la route est verglacée.
Exercice 8
Déterminer graphiquement la résultante de ces trois forces de même intensité :
Exercice 9
Construire la résultante de ces trois forces :