PHYSIQUE Cours - Classe de seconde

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Chapitre 2: Forces et inerties

Les forces

Qu'est-qu'une force ?
Une force permet de modéliser l'action d'un corps sur un autre

Les effets d'une force
Une force est susceptible:
- de modifier  la vitesse d'un corps (éventuellement de le mettre en mouvement ou le stopper )
- de modifier la trejectoire d'un corps (Forces qui se compensent)
- de déformer ce corps
Selon les situations la force peut produire l'un de ses effets, deux d'entre eux ou les trois simultanément.
L'effet obtenu dépend de l'orientation de la force, de sa direction, de sa valeur et de la nature du corps qui subit cette force.

Les différents types de forces
On distingue les forces de contact et les forces à distance.
Les force à distances peuvent s'exercer sans contact entre les objets, les principales sont:
- La force de gravitation qui sur une planète se manifeste par lepoids
- La force magnétique ( qui permet à un aimant d'attirer un morceau de fer ou qui oriente l'aiguille d'une boussole vers le nord )
- La force électrique ( qui attirer de morceaux de papier vers une baguette en plastique qui a été frottée ou qui met les électrons en mouvement dans un circuit électrique )
- Les forces nucléaires ( qui maintiennent ensemble les nucléons et assurent la stabilité du noyau des atomes )
Les forces de contact se manifestent lorsqu'un corps est en contact avec un autre corps ( solide, liquide et gazeux ). Les principales forces de contact:
- La force de réaction d'une surface ( sol, table ou autre) : il s'agit de force qui s'oppose au poids et empêche un objet de tomber. Cette force est en générale verticale et orientée vers le haut et compense souvent le poids.
- Le contact d'un objet avec un autre objet
- Les forces de pressions exercées par un gaz ou un liquide
- La poussée d'Archimède
- Les forces de frottement exercées par une surface ou par l'air sur un objet en mouvement

Les caractéristiques d'une force
Une force peut être définie à partir de trois éléments:
- Sa direction
- Son sens
- Sa valeur
Exemple:
La force correspant au poids d'un objet est verticale, orientée vers le bas et sa valeur peut être mesurée à l'aide d'un dynamomètre ou obtenue grâce à la relation P = m x g.

Représentation d'une force
Les caractéristiques d'une forces ( directions, sens et valeur ) sont également celle correpond à un vecteur. Une force est donc représentée par un vecteur ayant même direction et même sens que cette dernière et ayant une longueur qui est proportionnelle à s valeur ( en choisissant une échelle de réprésentation.
Exemple:
Vecteur représentant de le poids d'un ballon

représentation du poids par un vecteur

Faire le bilan des forces
Faire le bilan ou l'inventaire des forces consiste à faire la liste de toutes les forces exercées sur un objet.
Exemple:
- Un objet posé sur une table est soumis à son poids et à la force de réaction de la table
- Un objet qui coule dans l'eau est soumis à son poids, à la poussée d'Archimède et aux frottements de l'eau.
- Une planche à voile en mouvment sur l'eau est soumise à son poids, à la forces de contact du vent, aux frottements de l'eau ainsi qu'à la poussée d'Archimède ( ces deux dernières forces pouvant être englobée dans la réaction de l'eau )

Des forces qui se compensent
Deux forces se compensent si elles ont:
- La même direction
- Des sens opposés
- La même valeur
Si on les représente par des vecteurs ces derniers sont opposés
Exemple:
Lorsqu'un objet est supendu à un fil la force de contact exercée par le fil compense le poid de l'objet

Forces qui se compensent

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