Modélisation d'une action mécanique par une force

 

 
 


1) qu'est-ce qu'une action mécanique ?


On dit qu'il y a action mécanique lorsqu'un système agit sur un autre système.

Exemples
  • Un objet qui tombe sous l'effet de son poids
  • Un aimant qui attire un clou en fer
  • Une règle en plastique frottée avec du tissus qui attire de petits morceaux de papier
  • Un cartable soulevé
  • L'air qui pousse les voiles d'un bateau
  • La glace dont les frottements ralentissent un palet de curling
  • Les cordes vocales qui vibrent

2) Les différente sortes actions mécaniques


On distingue :
  • Les actions mécaniques de contact, qui s'exercent systématiquement lorsque deux systèmes sont en contact.
Exemples : un objet reposant sur le sol, un objet flottant dans l'eau, un cerf-volant poussé par le vent, un objet tenu dans une main.

  • Les action mécaniques à distance qui s'exercent sans que le contact entre les systèmes soit nécessaire.
Ce sont des actions mécaniques gravitationnelles (comme le poids), électriques, magnétiques ou nucléaires (uniquement dans le noyau des atomes)

On distingue également :
  • Les actions mécaniques localisées qui s'exercent en un point précis du système
  • Les actions mécaniques réparties qui s'exercent sur une partie ou la totalité du système
Remarque
Les actions à distances comme le poids, sont souvent des actions réparties

3) Effet des actions mécaniques


Une action mécanique peut modifier la forme ou le mouvement d'un système
Dans le deuxième cas cette modification peut se traduire :
  • par une mise en mouvement
  • un arrêt
  • un changement de vitesse
  • un changement de trajectoire

Une action mécanique peut être modélisée par une force.

4) Caractéristiques d’une force


Une force est caractérisée par :
  • son point d'application (point du système où s'exerce l'action mécanique)
  • sa direction (verticale, horizontale...)
  • son sens
  • sa valeur exprimée en Newton (N) et qui peut être mesurée par un dynamomètre
  • sa droite d'action (droite ayant même direction que la force et passant par le point d'application)

Le bilan des forces (liste des forces exercées) peut se faire à l'aide d'un diagramme objets-actions

5) Le vecteur force


Une force peut être représentée par un vecteur F :
  • dont l'origine coïncide avec le point d'application de la force (Si l'action mécanique est répartie alors il correspond au « centre » des forces exercées)
  • dont la direction et le sens sont les mêmes que la force
  • dont la longueur est proportionnelle à la valeur de la force (l'échelle est à choisir en fonction de la situation)

Remarque
L'ensemble des forces réparties sur un système correspond à une force globale dont le vecteur force est la somme vectorielle des  petites forces exercées en chaque point.
Exemples
  • Pour un solide homogène le point d'application du poids ou de la force de gravitation est le centre du corps.
  • Pour une force de contact, le point d'application est le centre de la surface de contact. 
 
 
 


 


 

 

 









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