Modélisation d'une interaction par une force : l'essentiel

Cette fiche permet de réviser certaines notions essentielles pour étudier le mouvement des corps matériels :

• Les actions mécaniques ;

• La notion de force.

I. Action mécanique

1. Définition

• On parle d'action mécanique lorsqu'un objet agit sur un autre objet en modifiant son mouvement ou sa forme.

• Le système qui agit sur l'autre est appelé l'acteur.

• Le système qui subit l'action est appelé le receveur.

2. Effets d'une action mécanique

• Les effets d'une action mécanique (sur le receveur) peuvent être :

  $\circ\quad$ Une modification de la trajectoire ;

  $\circ\quad$ Une accélération ;

  $\circ\quad$ Un ralentissement (voire un arrêt) ;

  $\circ\quad$ Une déformation (voire une rupture) ;

  $\circ\quad$ Un équilibre.

• Exemples :

  $\circ\quad$ Un footballeur shootant dans un ballon exerce une action mécanique sur le ballon ;

  $\circ\quad$ La Terre attire la Lune ; elle exerce une action mécanique sur la Lune ;

  $\circ\quad$ Lorsqu'une personne tire sur un élastique, elle exerce une action mécanique qui le déforme ; si on tire trop fort dessus, il casse ;

3. Action de contact et action à distance

• Définitions :

  $\circ\quad$ Une action de contact nécessite un contact physique entre les deux objets qui interagissent.

  $\circ\quad$ Une action à distance s'exerce sans contact entre les deux objets qui interagissent.

• Exemples d'actions de contact :

  $\circ\quad$ La traction exercée sur une corde pour tirer un objet ;

  $\circ\quad$ La poussée de l'eau sur la coque d'un bateau.

• Exemples d'actions à distance :

  $\circ\quad$ L'attraction gravitationnelle ;

  $\circ\quad$ L'action d'un aimant sur des objets en fer.

II. Les forces

1. Mouvement d'un objet

• Si on observe une modification du mouvement d'un objet, cela signifie qu'il est soumis à au moins une action mécanique.

• L'effet d'une action mécanique sur un système dépend de la masse de ce système : plus la masse est importante et plus l'effet est faible ; il est ainsi plus difficile de pousser un caddie plein qu'un caddie vide.

2. Modélisation d'une action par une force

• Une action mécanique peut être modélisée par une grandeur physique appelée force et que l'on représente par un vecteur.

• Caractérisation d'une force par un vecteur :

  $\circ\quad$ ORIGINE : le point d'application de la force ;

  $\circ\quad$ DIRECTION : la droite d'action de la force ;

  $\circ\quad$ SENS : sens dans lequel s'exerce l'action ;

  $\circ\quad$ VALEUR : intensité de la force, exprimée en Newton (N).

• Point d'application des forces :

  $\circ\quad$ Action à distance $\Rightarrow$ centre de gravité de l'objet ;

  $\circ\quad$ Action de contact $\Rightarrow$ centre de la surface de contact entre les deux objets.

_{= Merci à gbm pour avoir contribué à l'élaboration de cette fiche =}