Les forces

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Forces et équilibre

1S : Physique : 2

FORCES ET EQUILIBRE
Notions : Notion d'interaction, lois de Newton Equilibre d'un solide

Physique Cours : 2

I. INTERACTIONS
I.1 Interaction
2 objets sont en interaction, s'il agissent l'un sur l'autre. Ils exercent une ou plusieurs forces. & D'après le principe des interactions, si un objet A agit sur un autre objet B, alors B agit aussi sur A.I.2

Les effets d'une force
Une force est capable de : • modifier le mouvement (direction et/ou vitesse) : effet du poids lors d'un lancer • initier ou stopper un mouvement : frappe d'une balle, choc • déformer : pression d'un gaz dans un ballon • maintenir un équilibre : tension d'un ressort

I.3

Caractéristique d'une force
Une force est caractérisée par un vecteur et un pointd'application : • direction • sens (vers) • intensité (valeur en Newton) • point d'application (endroit où agit la force)
Ex 1: un lustre est suspendu à un plafond par une corde

Plafond

Corde (C) F C/L

I.4

Représentation

Pour représenter une force on dessine une flèche qui donne : Lustre (L) • la direction et le sens • l'intensité de la force, grâce à une échelle et la longueur Forceexercée par la corde sur le lustre la flèche • le point d'application

de

I.5

Catégories

Localisée ou répartie Une force est localisée si elle agit en un point de taille négligeable devant celle de l'objet qui la subit. L'interaction est répartie si son action porte sur le volume (ou une partie) ou la surface de l'objet. Dans ce cas, il existe une infinité de forces et on utilise larésultante de ces forces. La résultante est la somme de plusieurs (ou une infinité) de force. Elle agit toujours en un point précis. De contact ou à distance Les forces à distance n'ont pas besoin de contact pour s'exercer (le poids ou le magnétisme) localisé contact action d'une corde, d'un ressort distance interaction électrostatique gravitation, magnétisme répartie réaction d'un support, frottements,pression, poussée d'Archimède

II. EXEMPLES DE FORCE
II.1 le poids
C'est l'action attractive exercée par la Terre.

Lycée Emile LOUBET - Valence

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Forces et équilibre

1S : Physique : 2

C'est action est due principalement à la gravitation universelle. Les caractéristiques sont : • direction : verticale du lieu - sens : dirigée vers le centre de la Terre • intensité : poids(Newton) - point d'application : centre de gravité (G) Verticale du lieu La Terre étant sphérique, la verticale dépend du lieu Intensité Si on confond la force de pesanteur et l'attraction gravitationnelle, le poids est donnée par la loi de la gravitation de Newton :

Illustration 1 : verticale du lieu

F = G.

MT m r2

G : Cte de la gravitation universelle : 6,67.10 MT : masse de laTerre en kg m : masse de l'objet en kg r : distance entre les centres de gravité de la Terre et de l'objet G. MT RT
2
O C S uo prj e b d p te o (r ( OC t ( ) )S )

-11

Pour simplifier les calculs, on remplace pesanteur), on a donc

par la constante g (intensité de la

P =F = m.g

de plus on inclus la caractère vectorielle de

la force, en utilisant le vecteur

 g

on obtientfinalement :

 = m. g  p

P : poids en Newton (N) m : masse en kilogramme (kg) g : intensité pesanteur en N.kg-1

P
Poids du cylindre

L'intensité de la pesanteur est fonction du lieu (latitude et altitude) Le centre de gravité Le poids étant une force répartie, la résultante de toutes les forces qui s'exercent sur l'objet agit en un point précis, le centre de gravité (G)

O C S

uo prjdp teo b e

(r ( O C ( ) )S t

)

II.2 la tension d'un fil
La tension est une force localisée dont les caractéristiques sont : • direction : définie par le fil tendu • sens : dirigée vers l'extérieur de l'objet • intensité : tension T (en Newton) • point d'application : point d'attache

T

II.3 La réaction d'un support
La réaction d'un support est formée d'une part, de la répulsion...
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