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Tu approches un aimant d'une boule en fer en mouvement Observation Conclusion de l'expérience 1 : Une force peut changer l'in- tensité de Exercice 1 :*

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Jeff Speltz / Nicole Fantini2010

Les forces124

7.

Les forces

7.1.

Mise en contexte

ȈTu utilises le mot force souvent dans le langage courant.

Tu dis par exemple :

"Un haltérophile ("Gewichtheber») a besoin d'une grande force pour soulever son haltère.» "Les forces de l'ordre ont dû intervenir.» "Que la force soit avec toi !» Est-ce que ces utilisations du mot force sont les mêmes que celle en physique ? ȈNous avons déjà rencontré une force : le poids. Nous al- lons généraliser cette notion dans ce chapitre R

Expérience 1

a) Une voiture de jouet est initialement au repos (immobile).

Tu pousses la voiture avec la main.

Observation

La voiture se met en mouvement.

b) Tu donnes un coup supplémentaire, dans le sens de mou- vement, à la voiture en mouvement.

Observation

La vitesse de la voiture augmente ; la voiture accélère. c)

Tu bloques la voiture avec la main.

Observation

La vitesse de la voiture diminue ; la voiture décélère ; la voi- ture s'arrête.

Expérience 2

Tu approches un aimant d'une boule en fer en mouvement.

Observation

La boule dévie ; la boule change de direction.

Expérience 3

Tu tires des deux côtés sur un extenseur.

Observation

L'extenseur est étiré ; il change de forme.Remarque : mécanique

La notion de force est une des notions fonda

mentales du domaine de la physique appelé "mécanique». La mécanique étudie les mouve ments de corps et leurs causes.

2010Jeff Speltz / Nicole Fantini

Les forces

125
7.

Les forces

7.1.

Mise en contexte

ȈTu utilises le mot force souvent dans le langage courant.

Tu dis par exemple :

"Un haltérophile ("Gewichtheber») a besoin d'une grande force pour soulever son haltère.» "Les forces de l'ordre ont dû intervenir.» "Que la force soit avec toi !» Est-ce que ces utilisations du mot force sont les mêmes que celle en physique ? ȈNous avons déjà rencontré une force : le poids. Nous al- lons généraliser cette notion dans ce chapitre R

Expérience 1

a) Une voiture de jouet est initialement au repos (immobile).

Tu pousses la voiture avec la main.

Observation

La voiture se met en mouvement.

b) Tu donnes un coup supplémentaire, dans le sens de mou- vement, à la voiture en mouvement.

Observation

La vitesse de la voiture augmente ; la voiture accélère. c)

Tu bloques la voiture avec la main.

Observation

La vitesse de la voiture diminue ; la voiture décélère ; la voi- ture s'arrête.

Expérience 2

Tu approches un aimant d'une boule en fer en mouvement.

Observation

La boule dévie ; la boule change de direction.

Expérience 3

Tu tires des deux côtés sur un extenseur.

Observation

L'extenseur est étiré ; il change de forme.

7.2.

Effets de forces

Comment remarque-t-on la présence de forces lors des expé- riences précédentes ? Interprétation de l'expérience 1 : On dit dans tous les cas qu'une force (musculaire) est exercée sur la voiture. Conclusion de l'expérience 1 : Une force peut changer l'in- tensité de la vitesse d'un corps. Interprétation de l'expérience 2 : On dit que l'aimant exerce une force (magnétique) sur la boule. Conclusion de l'expérience 2 : Une force peut changer la di- rection de déplacement d'un corps. Interprétation de l'expérience 3 : On dit qu'une force (mus- culaire) est exercée sur l'extenseur. Conclusion de l'expérience 3 : Une force peut changer la forme d'un corps.

Peux-tu voir les forces ?

La notion de force est une notion abstraite. On ne peut pas directement voir des forces, mais tu peux remarquer la pré- sence de forces grâce aux effets qu'elles produisent.

Effets de forces

Changer la nature de mouvement d'un corps :

ȈMettre en mouvement ou accélérer un corps (Exp. 1a et 1b) ; ȈArrêter ou décélérer un corps (Exp. 1c) ; ȈChanger la direction de mouvement d'un corps (Exp. 2) ;

Changer la forme d'un corps

R1 (Exp. 3)

Expérience

Reprends la voiture de l'expérience 1, remets-la en mouve- ment avec ta main et n'agis plus elle.

Observation

La vitesse de la voiture diminue et elle s'arrête après un cer- tain temps.

Conclusion

La voiture s'arrête parce qu'une force agit sur elle. Cette force est appelée force de frottement R2

Remarque 1 : toujours une déformation

Une force provoque en réalité toujours une déformation, mais celle-ci peut être invisible à l'oeil nu.

Exemple : Un oiseau assis sur le toit d'une mai-

son exerce une force sur la maison. Cette force provoque une déformation de la maison (invi sible à l'oeil nu, car très faible).

Remarque 2 : force de frottement

Lorsque deux corps se déplacent l'un par rap

port à l'autre, il existe des forces de frottement.

Ces forces s'opposent au déplacement des ob

jets. Exemple : La voiture de l'expérience s'arrête après un certain temps, parce que des forces de frottements (entre les pneus et la route, entre les parties mobiles de la voiture, résistance de l'air) s'opposent au mouvement.

Jeff Speltz / Nicole Fantini2010

Les forces126

Types de forces

Lors des expériences précédentes nous avons rencontré deux types de forces : ȈForces de contact : forces musculaire, force de frotte- ment,

ȈForces à distance : force magnétique.

Il existe d'autres forces de contact et à distance R

Vocabulaire

En physique, on ne parle de force que si deux corps sont en interaction. La force indique comment deux corps interagis- sent.

Exemple :

"Jean exerce une force sur son sac à dos». (Interaction entre

Jean et son sac à dos).

"L'haltèrophile agit sur son haltère». (Interaction entre l'hal- tèrophile et son haltère). Un corps exerce donc une force sur un autre corps. En physique, on ne dit pas "posséder une force» ou "avoir de la force», donc on ne dit pas : "Jean a une grande force.»

7.2.1.

Exercices

ĝĊėĈĎĈĊ1 :*

deviennent correctes. a) "Le haltérophile a une grande force». b) "Une force peut uniquement changer le mouvement d'un corps.» c) "Si une force agit pendant longtemps, elle est épuisée.» d) "Une boule en mouvement s'arrête parce que sa force est usée.» e) "Jean exerce une force sur son sac pour le maintenir à une hauteur de 50 cm au-dessus du sol.» f) "Le poids est une force magnétique, car un corps qui tombe est attiré par la Terre tout comme un clou est attiré par un aimant.»

Remarque :

ȈAutres forces de contact : force pressante.

ȈAutres forces à distance : force de gravita- tion (poids), force électrique.

2010Jeff Speltz / Nicole Fantini

Les forces

127

Types de forces

Lors des expériences précédentes nous avons rencontré deux types de forces : ȈForces de contact : forces musculaire, force de frotte- ment,

ȈForces à distance : force magnétique.

Il existe d'autres forces de contact et à distance R

Vocabulaire

En physique, on ne parle de force que si deux corps sont en interaction. La force indique comment deux corps interagis- sent.

Exemple :

"Jean exerce une force sur son sac à dos». (Interaction entre

Jean et son sac à dos).

"L'haltèrophile agit sur son haltère». (Interaction entre l'hal- tèrophile et son haltère). Un corps exerce donc une force sur un autre corps. En physique, on ne dit pas "posséder une force» ou "avoir de la force», donc on ne dit pas : "Jean a une grande force.»

7.2.1.

Exercices

ĝĊėĈĎĈĊ1 :*

deviennent correctes. a) "Le haltérophile a une grande force». b) "Une force peut uniquement changer le mouvement d'un corps.» c) "Si une force agit pendant longtemps, elle est épuisée.» d) "Une boule en mouvement s'arrête parce que sa force est usée.» e) "Jean exerce une force sur son sac pour le maintenir à une hauteur de 50 cm au-dessus du sol.» f) "Le poids est une force magnétique, car un corps qui tombe est attiré par la Terre tout comme un clou est attiré par un aimant.»

ĝĊėĈĎĈĊ2 :*

Indique pour les situations suivantes l'effet (les effets) de la force exercée sur le corps marqué en italique. a) Une voiture passe de 80 km/h à 130 km/h sur autoroute. b)

Une voiture s'écrase contre un mur.

c) Tu formes une boule à partir d'une barre de pâte à mode- ler. d)

Un athlète saute d'un plongeoir.

e)

Un tuyau en métal est plié.

f) Une voiture prend un virage à vitesse constante. g) Le gardien de but frappe avec la main contre le ballon de foot.quotesdbs_dbs20.pdfusesText_26