Physique 4 : Les actions mécaniques - Modèle de la force
Physique 4 : Les actions mécaniques - Modèle de la force Dans le chapitre précédent, nous avons étudié la description du mouve-ment sans nous intéresser à ses causes Dans ce chapitre, nous allons étudier les causes du mouvement : les actions mécaniques La la section1est consa-crée à la présentation des actions mécaniques
C10 Modéliser une action mécanique - pagesperso-orangefr
2 Modélisation des actions mécaniques •Chaque ation méanique s’exerçant sur le système, peut être modélisée par une force La force est représentée par un vecteur qui a : Une direction : la droite d’action de la force Un sens : celui de la force Une norme : proportionnelle à la valeur ou intensité de la force
ETUDE DU MOUVEMENT DE LA PIERRE DE CURLING
c Les actons mécaniques qui s’exercent sur le parachutste se compensent, d’après le principe d’inerte 3 Le parachutste ateint une vitesse limite car « l’acton mécanique de l’air sur la parachutste augmente avec la vitesse de chute », d’après l’énoncé On peut donc comparer 2 situatons : Au début de la chute, la vitesse est
A/ Equilibre d’un solide soumis à 2 forces
Un solide S, de poids négligeable, est soumis aux actions simultanées de 2 fils tendus reliés à des dynamomètres ( voir fig ci-dessous) L’étude expérimentale montre que lorsque le solide est en équilibre ; les 2 forces F 1 et F 2, respectivement localisées ponctuellement en A et B et exercées par les fils tendus, ont nécessairement :
Forces et mouvements - Physique Chimie au lycée Watteau de
II Principe des actions réciproques En 1687, le physicien anglais Isaac Newton énonce un des grands principes de la physique appelé principe des actions réciproques dans son livre : « Principes mathématiques de la philosophie naturelle » Soient A et B deux systèmes en interaction
Activité expérimentale Etude du mouvement de la pierre de curling
LA PRATIQUE DU SPORT Chap 2 Mouvement et forces 2nde – Act Exp : Etude du mouvement de la pierre de curling 2 C Grange-Reynas Oserver l’extrait filmé d’une ompétition de urling (aux JO) puis répondre aux questions suivantes
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Fiche d’exercices sur les forces et interactions (fiche n°7)
Gadda – Renaudier Collège Lise Ophion Fiche d’exercices sur les forces et interactions (fiche n°7) Remarque : Une correction succincte est proposée après les exercices
Principe d’inertie Exercices corrigés - AlloSchool
2- Que peut-on dire des actions mécaniques qui s’exercent sur la voiture ? 3- Cette automobile prend un virage, La route la route étant verglacée, la voiture est déportée vers l’extérieur du virage Expliquer pourquoi, en utilisant le principe d’inertie Corrigé 1- Le mouvement est uniforme (vitesse constante)
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4Chapitre
Physique 4 : Les actions
mécaniques - Modèle de la forceDans le chapitre précédent, nous avons étudié la description du mouve- ment sans nous intéresser à ses causes. Dans ce chapitre, nous allons étudier les causes du mouvement : les actions mécaniques. La la section 1 est cons a- crée à la présentation des actions mécaniques. Nous verrons dans la section 2 que nous pouvons modéliser ces actions par des vecteurs : les forces. Enfin nous étudierons en détails deux types de forces : la force gravitationnelle et la tension d"un fil section 3 .1Les actions mécaniques1.1Présentation
REMARQUE:Les actions mécaniques
peuvent s"exercer par contact mécanique, mais aussi à distance.Définition 4.1: Action mécanique Une action mécanique est la cause du mouvement ou de la déforma- tion d"un système.EXEMPLES: L"action de souffler dans un ballon de baudruche est une action méca- nique car elle déforme le ballon. L"action de pousser un meuble est une action mécanique car elle conduit au mouvement du meuble. L"attraction gravitationnelle d"une pomme vers le sol est une action méca- nique car elle conduit au mouvement de chute de la pomme.2MRCAZA1.2Les actions de contactFIGURE4.1: Pendule de Foucault au Pan-
théon, à Paris.La tension d"un fil dans un pendule est une
action de contact.Source :
F uturaSciencesDéfinition 4.2: Action de contact Lorsqu"une action mécanique s"effectue par le biais d"un contact physique, on parle d"une action de contact.EXEMPLES: L"action de frapper une balle de tennis avec une raquette est une action de contact. La tension d"un fil sur un pendule permet de maintenir un masse en suspension, c"est une action de contact, voir figure 4.1 .1.3Les actions à distanceDéfinition 4.3: Action à distance
Lorsqu"une action mécanique s"effectue à distance, on parle d"une action à distance.FIGURE4.2: Les aimants au néodyme sont
très utilisés au quotidien, par exemple pour les boucles de portefeuilles. L"attraction entre aimants est une action à distance.Source :
W ikipediaEXEMPLES:
²L"attraction entre deux aimants est une action à distance, voir figure4.2 . L"attraction gravitationnelle entre la Terre et la Lune est une action à distance2Le modèle des forces Dans cette section, nous présentons un modèle mathématique pour dé- crire les actions mécaniques : les forces, qui sont des vecteurs.2.1Modèle mathématique Pour caractériser les actions mécaniques les plus courantes, il suffit de connaître 4 informations : Un point d"application : c"est le point où l"action mécanique est appliquée. ²La direction : c"est une droite le long de laquelle l"action mécanique est appliquée. Le sens : c"est le sens dans lequel la droite directrice est parcourue par l"action mécanique. ²Une intensité, exprimée en Newtons, notés N. On combine ces quatre informations en un seul objet mathématique : levecteurforce.REMARQUE:Il ne faut pas confondre le vecteur~Fet sa
normeF.S.CAZAYUS:COURS DE PHYSIQUE-CHIMIE2NDE2020-2021 3Définition 4.4: ForceUne force est un vecteur, noté~F, qui permet de modéliser une action
mécanique. P 30NMFIGURE4.3:EXEMPLE:
~P. Pour représenter cette force, on trace une flèche qui part du point d"application (le selon la direction verticale. On mentionne le nom de la force~Pau niveau de la pointe de la flèche.Méthode 4.1: Représenter une force our représenter une force, on trace une flèche qui :²Part du point d"application
²Est portée par la droite directrice de la force²Est dirigée dans le sens de la force
Possède une longueur proportionnelle à sa norme en Newton. Souvent on donne une échelle de représentation (par exemple 1 centimeter représente 10N).2.2Principe des actions réciproques (3èmeloi de Newton)
P F ressort/objet F objet/ressortFIGURE4.4: Principe du dynamomètre :Pour mesurer le poids d"une masselotte, on
suspend cette masse au ressort du dynamo- mètre : à l"équilibre, la force exercée par le ressort sur la dynamomètre égale le poids (ces forces sont ici représentés en orange).D"après le principe des actions réciproques
on sait que la force exercée par la masselotte sur le ressort (représentée en violet) y est égale et opposée. Or le ressort a été calibré en usine : son extension est proportionnelle à la norme de la force qui lui est appliquée en Newtons. Cette correspondance, graduée sur l"appareil, permet une lecture facile!Propriété 4.1: Principe des actions réciproques Lorsqu"un systèmeAexerce une action sur un systèmeB, modélisé par une force~FA/B, le systèmeBexerce une réaction sur le systèmeA, dit : FA/BAE¡~FB/AAPPLICATION: PRINCIPE DE DYNAMOMÈTRE Pour mesurer des forces, on utilise un instrument appelédynamomètre, dont le principe est schématisé figure 4.4 .N ousu tiliseronsle dy namomètre dans le TP sur le poids.4MRCAZA3Forces usuelles
3.1La tension d"un filFIGURE4.5: Tension d"un fil lorsqu"on tire
dessus. La poulie permet de dévier cette ten- sion : elle en change la direction sans en changer la norme.Propriété 4.2: Tension d"un fil Tout fil est caractérisé par une longueur au repos. Lorsqu"on tire sur les extrémités de ce fil, il s"étire légèrement, on dit qu"il se tend. Il exerce alors uneforcedetensionqui tend à le ramener à sa situation de repos :²Qui s"applique aux points de tension.
²Sa direction est celle du fil.
²Des points de tension vers le fil.
²De normeT. (voir figure4 .5)3.2La réaction du supportTO-DO (voir TD)3.3L"attraction gravitationnelle
Définition 4.5: La masse
La masse est une propriété intrinsèque de certaines particules élé- mentaires (voir cours sur l"atome), on la note usuellementm. Son unité de mesure dans le système international est le kilogramme, noté kg. Intrinsèque : c"est-à-dire caractéristique, inaliénable; tous les élec- trons de l"univers ont la même masse, sinon ce ne seraient pas desélectronsEXEMPLE:
L"électron, le proton et le neutron possèdent une masse (voir cours sur l"atome). Il en résulte que tout échantillon de matière possède une masse car les atomes sont composés de protons, de neutrons et d"électrons.S.CAZAYUS:COURS DE PHYSIQUE-CHIMIE2NDE2020-2021 5Propriété 4.3: Interaction gravitationnelleDeux corps massifs exercent l"un sur l"autre une action attractive à
distance : c"est l"interaction gravitationnelle (voir fig 4.6 Plus précisément, le corps 1 exerce sur le centre de gravité du corps 2 une force :