Une action mécanique est modélisée par une force. Il existe donc

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Activité
①
OBJECTIFS
 Savoir qu’une action mécanique est modélisée par une force.
 Savoir représenter une force par son vecteur.
1- Nature des actions mécaniques - Notion de force
Répartie
De contact
Ponctuelle
Action mécanique
A distance
Répartie
Un corps (A) exerce une action mécanique sur un corps (B) si le corps (A) modifie le
mouvement du corps (B) (mise en arrêt ou changement de direction etc…) ;
Une action mécanique de contact nécessite un contact entre les deux corps A et B.
Une action à distance ne nécessite aucun contact.
Une action mécanique est modélisée par une force.
Il existe donc des forces de contact et des forces à distance.
Exemples :
Action de contact ponctuelle
(Le ballon sur la figure)
Action de contact répartie
(Le vent sur la voile)
Action à distance
(L’aimant sur la bille)
→ Une action mécanique est appelée une force.
→ L’intensité d’une force se mesure avec dynamomètre.
→ L’unité de mesure est Newtons (N).
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2- Représentation du vecteur force :
On représente une force par un segment fléché appelé
vecteur. Un vecteur est un outil mathématique qui se
caractérise par :
- Une origine ou point d’application (point de
contact entre la force exercée et l’objet d’étude)
- Une direction (donnée par le « corps » du
segment fléché)
- Un sens (donnée par la pointe de la flèche)
- Une intensité (donnée par la longueur de la flèche)
Remarque : Il ne faut pas confondre sens et direction.
En effet, une droite définit une direction et une direction possède deux sens.
(1 direction : 2 sens ; → ou ← ; ↑ ou ↓ ; ↖ ou ↘ ; ↗ ou ↙)
3- Les principales forces
A- Le Poids
Lorsque l’on lâche un objet sans vitesse initiale, celui-ci est attiré vers la Terre. C’est la gravité.
La Terre attire vers son centre tous les corps situés dans son environnement. Le poids d’un corps
est une force à distance exercée par la Terre sur ce corps.
Le poids, noté
voisinage.
est la force exercée par la Terre sur un objet dans son
Caractéristiques :
Point d’application : Centre de gravité de l’objet. Noté G.
Direction : Toujours verticale (direction du fil à plomb).
Sens : Vers le bas et le centre de la Terre.
Intensité : En Newtons.
Unités :
P en Newton, m en kilogramme et
g : intensité de la pesanteur (g = 9,8 N.Kg-1 sur Terre).
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B- La Réaction d’un support
En prenant comme exemple d’un objet posé sur une table horizontale, ce-dernier
ne tombe pas.
La force de réaction d’un support est la force de contact exercée par le support
sur un objet.
La Réaction Normale d’un support, noté
support sur l’objet porté dessus.
est la force exercée par le
Caractéristiques :
Point d’application : Point de contact entre le support et l’objet
Direction : Toujours perpendiculaire au support.
Sens : Vers le haut en général.
Intensité : En Newtons (N) et à déterminé au cas par cas.
C- Les forces de frottement
Tous corps en mouvement sont soumis à des forces de frottement ; Ce sont des forces de contact
exercées sur le corps par le solide ou le fluide avec lequel le corps est en contact.
Ces forces de frottement s’opposent généralement au déplacement.
Les forces de frottements, noté est la force exercée par le support
sur l’objet.
Cette force s’oppose au déplacement.
Caractéristiques :
Point d’application : Point de contact entre le support et l’objet
Direction : Parallèle au support.
Sens : Contraire au déplacement de l’objet.
Intensité : A déterminé au cas par cas.
Sens du déplacement
Il existe aussi d’autres forces telles que : la poussée d’Archimède et les forces pressante.
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Activité
②
OBJECTIFS  Connaître le principe de l’inertie.
 Utiliser le principe d’inertie pour interpréter des mouvements simples.
1- Principe de l’inertie ou 1ère loi de Newton
Dans un référentiel terrestre :
 Si un objet est immobile ou animé d’un mouvement
rectiligne uniforme alors les forces qui agissent sur lui se
compensent.
La réciproque est également vraie.
 Si les forces qui agissent sur un objet se compensent alors il est soit immobile ou soit il
est animé d’un mouvement rectiligne uniforme.
2- Application
Un palet de hockey se déplace sur la glace lisse d’une patinoire d’un mouvement rectiligne uniforme.
1- Dans quel référentiel ce mouvement est-il décrit ?
2- Le principe d’inertie s’applique t-il dans ce référentiel ? Pourquoi ?
3- Quelles sont les forces appliquées au palet ? Que peut-on en dire ? Donner les caractéristiques de
chaque force.
4- Représenter sur ce schéma les vecteurs forces appliquées sur le palet.
Sens du déplacement
Glace
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Activité
④
OBJECTIFS
 Connaître la deuxième loi de Newton.
 Savoir l’appliquer dans un exercice simple.
1- Introduction
Prenons cet exemple : Un homme pousse deux objets de masses différentes avec la même force (F).
On enregistre la position au cours du temps.
: Enregistrement ❶
: Enregistrement ❷
① Que peut-on dire de la vitesse de chacun des objets ?
② Qu’en ai t-il pour l’accélération ?
La force résultante exercée sur les deux objets se traduit par le produit de la masse par l’accélération.
③ Dans notre exemple, La force est la même donc quelle conclusion peut-on suggérer.
2- Définition
La deuxième loi de Newton établit une relation entre le mouvement d’un point matériel et les forces
qui s’exercent sur ce point.
Dans un référentiel galilléen, la somme vectorielle des forces qui s’exercent
sur un point matériel de masse constante est égale au produit de sa masse
par son vecteur accélération.
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3 – Applications de la deuxième loi de Newton : Chute verticale d’un corps
On a représenté sur la chronophotographie ci-contre, la chute d’une bille.
a) Que peut-on dire sur la trajectoire de cette bille ? Et son mouvement ?
b) Quelles sont les forces appliquées sur cette bille. Donner les caractéristiques de
chacune de ces forces.
c) Appliquons la deuxième loi de Newton. Et conclusion.
X
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4 – Applications de la deuxième loi de Newton : Mobile sur un plan incliné
Y
Un objet se trouve sur un plan incliné. Celui-ci est immobile car il
est accroché par un fil. Toutes les forces se compensent.
① Citer les forces qui agissent sur cet objet. Préciser leurs
caractéristiques.
X
② Représenter ces forces sans ce soucier de l’échelle.
Y
③ On coupe le fil Que se passe t-il ?
X
④ Appliquons la deuxième loi de Newton
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Activité
⑤
OBJECTIFS
 Connaître la deuxième loi de Newton.
 Savoir l’appliquer dans un exercice simple.
1- La 3ème loi de Newton
Si
représente la force exercée par l’objet B sur l’objet A et si
représente la force exercée de l’objet A sur l’objet B.
On a toujours l’égalité vectorielle :
ou
2- Exemple
Une boite est posée sur une table.
A) Quelles sont les deux forces exercées sur la
boite.
B) Compléter le tableau ci-dessous :
Action
(qui agit/qui subit)
Point
d’application
Direction
Sens
Notation
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