Chapitre 3

Chapitre 3 – Les forces et leurs effets
La force
-
Une force est ce qui modifie ou tente de modifier l’état de repos ou de
mouvement d’un corps. Elle peut aussi en changer la forme.
Exemples de forces :
 
o La gravité Fg
o
o
La résistance de l’air F 



F
Le force de rappel


air
o Le frottement
F 
rappel
fr
o La force musculaire
o …
-
La force a une grandeur et une orientation. Il s’agit donc d’une quantité
vectorielle.
-
L’unité de mesure de la force F est le newton (N).
 
Les 3 effets des forces :
1-
__________________________________________________
2-
__________________________________________________
3-
__________________________________________________
Quelles sont les DEUX conséquences possibles d’un système de forces
équilibrés.
1-
__________________________________________________
2-
__________________________________________________
Loi de la gravitation universelle
-
Loi qui permet d’évaluer la force d’attraction entre deux corps en fonction de
leur masse respective et de la distance qui les sépare.
Fg 
Gm1m2
d2
où :
-
m = masse des objets en kilogrammes (kg)
d = distance entre les objets en mètres (m)
G = constante de gravitation universelle = 6,67 x 10-11 N m2/kg2
Intensité du champ gravitationnel terrestre (g) est de 9,8 N/kg
Différence entre la masse d’un objet et du poids d’un objet
- Masse
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
- Poids
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
Distinguer la force centripète et la force centrifuge
-
Force centrifuge
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
-
Force centripète
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
Force résultante et équilibrante d’un système de forces
-
Force résultante
F 
R
o Il s’agit de la force totale agissant sur un système.
o Cette force est le résultat de l’addition vectorielle de chacune des
forces agissant sur le système.
Exemple 1 :
La force résultante sur une pente (Comment calculer Fg// et Fg┴)
Une cycliste de 60kg descend une pente de 15o sur son vélo de 15
kg. Considérant qu’elle exerce une force de 350 N pour descendre la pente, que le
frottement de ses roues sont de 25 N et que l’air exerce une force de 400 N pour
ralentir son mouvement, déterminez la force résultante de la situation ainsi que la
grandeur de la force normale.
Se rappeler que :
- ||Fg//|| = ||Fg|| * sin θ
- ||Fg┴|| = ||Fg|| * cos θ
15o
Le plan incliné
F g = force de gravité
F
= vecteur parallèle au plan
F  = vecteur perpendiculaire au plan
= mg sin 
F  = mg cos 
F
-
Force équilibrante
F 
E
o Force qui peut ramener un système de force à l’équilibre.
o Cette force a la même grandeur et la même orientation que la force
résultante, mais avec un sens opposé.
La statique
-
La statique est l’étude des corps ne subissant aucune accélération (immobile ou
avec une vitesse constante en ligne droite).
Dans ce cas, la somme des forces exercées sur l’objet sont nécessairement
nulle.
Exemple 2 :
Objet suspendu avec 2 cordes symétriques.
Déterminez la tension dans les deux cordes.
Exemple 3 :
Objet suspendu avec deux cordes (général)
Déterminez la tension dans les deux cordes
La force de rappel Frappel
-
La force de rappel est la force exercée par un corps qui subit une déformation
dans le sens inverse de la force qui cause cette même déformation.
o Frappel  k l
où : k = constante de rappel (en N/m)
l = variation de la déformation de l’objet
o N.B. : le signe ‘’-‘’ nous rappelle que la force s’exerce toujours dans le
sens contraire à la déformation.