Forces et Interactions
Comprendre les interactions fondamentales : des lois de Newton à la dynamique.
Introduction
Une force est une interaction capable de modifier l'état de mouvement ou de repos d'un objet, ou de le déformer. C'est le concept central de la mécanique classique, introduit par Isaac Newton au XVIIe siècle. Les forces gouvernent tout : du lancer d'une balle aux forces qui maintiennent les atomes ensemble.
Objectifs d'Apprentissage
Définir une force
Comprendre son rôle dans les changements de mouvement
Identifier les types de forces
Distinguer gravitationnelle, normale, frottement, tension, élastique
Représenter par un vecteur
Point d'application, direction, sens, intensité (Newtons)
Appliquer les lois de Newton
Comprendre F = m × a et calculer la force résultante
Les Différents Types de Forces
Forces à Distance
Poids (P = m × g) : Attraction exercée par la Terre. Intensité de la pesanteur g ≈ 9,8 N/kg. Toujours dirigé vers le centre de la Terre.
Forces de Contact
- Force normale (Réaction) : Perpendiculaire à la surface, empêche l'objet de traverser
- Force de frottement : Tangentielle, s'oppose au glissement/mouvement
- Force de tension : Transmise par un fil, dirigée le long du fil
- Force élastique (F = -k × x) : Exercée par un ressort, k = raideur, x = allongement
Les Trois Lois de Newton
1. Principe d'Inertie
Un corps persévère dans son état (repos ou MRU) si les forces se compensent (ΣF = 0).
2. Principe Fondamental de la Dynamique (PFD)
ΣF = m × a
L'accélération est proportionnelle à la force résultante et inversement proportionnelle à la masse.
3. Principe des Actions Réciproques
Si A exerce une force sur B, alors B exerce sur A une force de même intensité, même direction, sens opposé.
Maîtrise les Forces !
Ne confonds jamais masse (kg) et poids (N). Le poids est une force, conséquence de la masse.
Voir la Gravitation