Le cours

Thème 2 : Mouvements et interactions / 3ème année de cycle 4 / Chapitre IV : Actions mécaniques
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Qu’est-ce qui gouverne tous les mouvements autour de nous ?
I. ETUDE D’UN MOUVEMENT
Pour faire une étude mécanique du mouvement d’un système, il faut :
- Définir le système étudié.
- Choisir le référentiel d’observation.
- Etablir la liste des actions mécaniques (forces) agissant sur le système dans un diagramme système-
interaction.
Remarque :
Si objet A exerce une force sur un objet B, alors l’objet B exerce une force opposée sur l’objet A. Les objets
A et B sont donc en interaction. (3ème loi de Newton)
II. CARACTERISTIQUES D’UNE ACTION MECANIQUE
Une action mécanique est définie par 4 caractéristiques :
- son point d’application ;
- sa direction ;
- son sens ;
- son intensité (ou valeur), mesurée avec un dynamomètre et exprimée en newton (N).
Une action mécanique est représentée par un vecteur force (segment fléché), dont :
- l’origine est le point d’application de la force ;
- la direction et le sens sont ceux de la force ;
- la longueur est proportionnelle à la valeur de la force.
On notera l’action mécanique :
/acteur receveur
F
III. LES EFFETS D’UNE ACTION MECANIQUE
Une action mécanique (ou force) exercée sur un système peut :
- modifier son mouvement ;
- le déformer.
Une action mécanique est toujours exercée par un objet (acteur) sur un autre (receveur).
IV. LES DIFFERENTS TYPES D’ACTIONS MECANIQUES
Une action mécanique peut être :
- de contact ;
- exercée à distance ;
- localisée ;
- répartie.
V. NOTION D’EQUILIBRE
Principe de l’inertie ou 1ère loi de Newton :
Tout objet reste dans son état d’équilibre ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s’exercent sur
lui se compensent.
ACTIONS MECANIQUES

Thème 2 : Mouvements et interactions / 3ème année de cycle 4 / Chapitre IV : Actions mécaniques
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Exemples :
1- Le tir à la corde : Mathias et Arthur tirent à la corde.
Le système étudié est la corde dans le référentiel terrestre.
Les forces agissant sur la corde sont :
- La force exercée par Mathias sur la corde :
/Mathias corde
F
- La force exercée par Arthur sur la corde :
/Arthur corde
F
- La force exercée par la Terre sur la corde :
/Terre corde
F
, cette force est négligeable devant les 2 autres.
On peut alors établir un diagramme système-interactions :
Force exercée par Mathias sur la corde :
/Mathias corde
F
- Point d’application : contact entre Mathias et
la corde ;
- Direction : celle de la corde ;
- Sens : vers Mathias ;
- Intensité : mesurée avec un dynamomètre.
Force exercée par Arthur sur la corde :
/Arthur corde
F
- Point d’application : contact entre Arthur et la
corde ;
- Direction : celle de la corde ;
- Sens : vers Arthur ;
- Intensité : mesurée avec un dynamomètre.
corde
Terre
Arthur
Mathias
/Mathias corde
F
/Arthur corde
F
Mathias
Arthur

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Au départ, la corde est immobile. Mathias et Arthur exercent alors une même intensité sur la corde. Les forces
exercées par Mathias et Arthur sur la corde se compensent. Elles ont la même droite d’action et même
intensité mais des sens opposés. La corde est en équilibre.
Mathias lâche brutalement la corde. La seule force s’exerçant sur la corde est donc la force exercée par
Arthur. L’équilibre est rompu. La corde se met en mouvement, Arthur est projeté vers l’arrière.
2- Le pendule simple : Une balle tenue par un fil est immobile.
Le système étudié est la bille dans le référentiel terrestre.
Les forces agissant sur la bille sont :
- La force exercée par le fil sur la bille :
/fil bille
F
- La force exercée par la Terre sur la bille :
/Terre bille
F
On peut alors établir un diagramme système-interactions :
Force exercée par le fil sur la bille :
/fil bille
F
- Point d’application : contact entre le fil et la
bille ;
- Direction : celle du fil ;
- Sens : de la bille vers le fil ;
- Intensité : mesurée avec un dynamomètre.
Force exercée par la Terre sur la bille :
/Terre bille
F
- Point d’application : centre de la bille ;
- Direction : verticale ;
- Sens : vers le bas ;
- Intensité : mesurée avec un dynamomètre.
Si on lâche le fil, la balle tombe car les forces ne se compensent plus. Si on lâche le fil, la balle tombe car les
forces ne se compensent plus. Si on met la bille en oscillations, les forces ne sont compensent plus non plus.
La bille est alors en mouvement.
Bille à l’équilibre :
La bille est en équilibre, immobile, les forces qui
s’exercent sur elle se compensent.
Bille en oscillations :
Si on met la bille en oscillations, les forces qui
s’exercent sur elle ne compensent plus. Elle est en
mouvement.
Remarque : si le fil casse, la bille tombe en direction du sol car elle n’est plus dans une situation d’équilibre.
/fil bille
F
/Terre bille
F
bille
fil
Terre
/fil bille
F
/Terre bille
F