AD1 Actions mécaniques et forces correction
6°/ Représenter les forces correspondant aux actions mécaniques répertoriées dans les tableaux de la question 3 pour les 3 situations sans se soucier des longueurs pour les forces autres que le poids
EXEMPLES D’ACTIONS MECANIQUES
2 nature des actions mecaniques : Il existe différentes actions mécaniques : de contact ou à distance, localisées ou réparties 2-1- les actions mécaniques de contact : Ces actions nécessitent un contact entre l'acteur et le receveur Une force localisée agit en un point du receveur ( ex: l’attache d’un fil qui tire un jouet )
AD1 Actions mécaniques et forces bis
Thème : La pratique du sport Chapitre 7 : Mouvement et forces Sous thème : L’étude du mouvement AD1-24/11/2016 2 1°/ Afin de vous approprier les diagrammes objets-actions, réaliser les exercices de l’animation suivante en
Les actions mécaniques
7- Bilan de forces extérieures Afin d'étudier un corps soumis à plusieurs forces, il est nécessaire, dans un premier temps, d'inventorier toutes les forces qui agissent sur ce corps (actions à distance ou de contact) Exemple : étude d'un solide (S) tracté le long d'un plan incliné par un treuil
RAPPEL SECONDE sur les Forces et caractéristiques du mouvement
RAPPEL SECONDE sur les Forces et caractéristiques du mouvement 1 De l’ation méanique à sa modélisation T í í ① Qu’est- e qu’une « action mécanique » ? On appelle action mécanique une action exercée par un objet (objet acteur) SUR un autre objet (objet receveur) : En résumé Action mécanique
Chapitre 12 : Modéliser une action sur un système
I Actions mécaniques et forces A Pourquoi modéliser une action par une force ? Un corps A exerce une action mécanique sur un corps B s’il est capable de provoquer ou de modifier un mouvement du corps B ou encore de le déformer Exemple: Une footballeuse tirant au but exerce une action mécanique sur le ballon puisqu’elle provoque sa mise
Chapitre 3 : Forces s’exerçant sur un solide
Chapitre 3 : Forces s’exerçant sur un solide I Actions mécaniques exercées sur un corps: Le mouvement ou la forme d'un corps sont influencés par les actions mécaniques exercées sur ce celui-ci par d'autres corps Il existe deux types d'actions mécaniques : Actions de contact : Elles ne peuvent s'exercer qu'entre des corps en contact
Technical Dictionary for Structural Mechanics
internal force action forces at a cut (q v ) in a member; they represent a pair of equal and opposite actions on either side of the cut Also known as a Zstess esultant forces internes fo es ui sexeent su un membre au niveau dune oupue Elles sont de valeurs égales et de sens opposés de part et dautes de la oupue
Série dexercices :Les actions mécaniques Exercice 1
1) Les actions de contact peuvent être ponctuelles ou réparties 2) L’action du vent sur la voile du véliplanchiste est une action à distance 3) L’unité légale de la force est le kilogramme, de symbole kg 4) La valeur d’une force se mesure avec un dynamomètre Exercice 9 : Observer la photo 1) Quel est le nom de l’appareil de
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Bac professionnel - Module MG4 - L'énergie mécanique
Les actions mécaniques
1- Approche expérimentale.
Vous disposez du matériel : support, élastique, pierre. Une pierre est suspendue à un fil élastique. Elle est immobile.Questions :
a) Quels sont les " objets » qui agissent sur la pierre ? b) Sur quels objets agit la pierre ?Réponses :
a) Les " objets » qui agissent sur la pierre sont la terre et l'élastique. b) La pierre agit sur ces mêmes objetsCertains élèves parlent alors d'actions directes et indirectes (via un objet intermédiaire).
Un débat peut s'en suivre, en évoquant alors l'utilité du découpage de la réalité en systèmes et l'importance du
choix du système.Dans cette situation, chacun des objets de la situation étudiée peut-être pris comme système :
la pierre, l'élastique, le support, la Terre. On choisit d'étudier le système-pierre. c) Quels sont les systèmes qui sont en interaction avec ce système ?Réponses :
c)A travers cet exemple, les élèves commencent à distinguer les interractions à distance (représentées
enpontillées) et de contact (en traits pleins). GAP Modélisation - Christine CommarieuPage 1/10 pierreÉlastique pierreTerre pierresupportP / SS / PP / TT / PE / P
P / E Bac professionnel - Module MG4 - L'énergie mécanique2- Interprétation.
On appelle système un objet (matériel), une partie d'objet ou un ensemble d'objets (cedécoupage de la réalité en systèmes est un choix fait par celui qui étudie la situation).
Représentation d'un système
Représentation d'une interaction "de contact"
Représentation d'une interaction "à distance"Une fois un système choisi, on ne s'intéresse qu'à ses interactions avec les autres systèmes
(systèmes extérieurs). On représente ces interactions avec les autres systèmes sur le même schéma Ce schéma s'appelle le diagramme système-interaction.Exercice
A l'aide du modèle des interactions, construire le diagramme système/interactions décrivant les
situations suivantes. Le mot souligné désigne l'objet correspondant au système considéré.
1°) a) Un objet
posé sur une table. b) Une table sur laquelle est posé un objet.2°) La Terre
, planète du Soleil et qui a elle-même un satellite naturel, la Lune (on néglige les interactions mettant en jeu les autres corps).3°) Un cerf-volant
tenu par un fil.4°) a) Un motard
circulant à vive allure sur sa moto b) Une moto conduite à vive allure par un motard . GAP Modélisation - Christine CommarieuPage 2/10Nom du système
Système BSystème A
Système ASystème B
Bac professionnel - Module MG4 - L'énergie mécaniqueCorrigé :
1°) a) Un objet posé sur une table : table, terre
b) Une table sur laquelle est posé un objet : terre, objet, sol.2°) La Terre, planète du Soleil et qui a elle-même un satellite naturel, la Lune (on néglige les interactions mettant
en jeu les autres corps) : Soleil, Lune.3°) Un cerf-volant tenu par un fil : cerf-volant, terre, air (ou vent).
4°) a) Un motard circulant à vive allure sur sa moto : terre, moto, air.
b) Une moto conduite à vive allure par un motard : terre, motard, route, air.3- Modélisation d'une interaction. (lien modèle)
Un système A est en interaction avec un système B (A agit sur B), on modélise alors cette intéraction par une force. Suivant que l'on considère des corps immobiles ou en mouvement, on utilisera l'une ou l'autre des définitions suivantes, en remarquant que la grandeur force se reconnaît seulement à ses effets. On appelle force :- toute cause capable de maintenir un corps au repos ou de le déformer (effet statique) - toute cause capable de provoquer ou de modifier le mouvement d'un corps (effet dynamique).4- Caractéristiques et modélisation d'une force.
Une force a plusieurs caractéristiques : une direction, un sens, une intensité et un point d'application. L'intensité d'une force se mesure à l'aide d'un dynamomètre et s'exprime en Newton*. *Isaac Newton (1642-1727) est un physicien, philosophe, astronome, et mathématicien anglais, considéré comme l'un des plus grands scientifiques de tous les temps. Newton a formulé des lois sur la gravitation universelle et sur les corps en mouvement. Ces lois fondamentales expliquent de quelle façon les objets se déplacent sur terre comme dans lesairs. Il a fondé l'optique moderne, étudié le comportement de la lumière, et a construit le
premier télescope à miroirs. GAP Modélisation - Christine CommarieuPage 3/10 Bac professionnel - Module MG4 - L'énergie mécaniqueEn général, pour étudier le " mouvement » d'un objet, on étudie le mouvement de l'un des ses
points. Souvent, on choisira de représenter l'objet par ce point pour que l'étude du mouvement se ramène à l'étude du mouvement du point. Exercice : citer les informations perdues sur le mouvement si chacun des objets suivants sont représentés par un point particulier.ObjetPoint représentant
l'objetInformations perdues(aucune ou préciser lesquelles)Informations conservées
(aucune ou préciser lesquelles)Balle de tennis Centre de la balle
Les " effets " de la balle, c'est
à dire son mouvement de
rotation autour de son centre.La position et déplacement de la balle.Roue de vélo Centre de la roue
Les mouvement des autres
parties de la roue : valve, rayon.Le fait que la roue roule ou
glisse sur le sol.Position et déplacement de la roue.Luge quand elle
glissePoint d'attache du cordonAucune : tous les points ont le même mouvementToutes
Une force est alors modélisée à l'aide d'un vecteur représentant la force (outil mathématique)
L'origine du vecteur force est le point représentant le système. Sa direction et son sens sont ceux de la force. Sa longueur est proportionnelle à l'intensité de la force. Le symbole utilisé pour représenter une force est le plus souvent une lettre majuscule surmontée d'une flèche (F pour force, R pour réaction, T pour traction...) GAP Modélisation - Christine CommarieuPage 4/10 Bac professionnel - Module MG4 - L'énergie mécaniqueExemple :
Interaction Pierre - Terre Interaction Elastique - PierreFTerre/Pierre FPierre/Elastique
FPierre/Terre
FElastique/Pierre
5- Cas du poids.
Poids : il s'agit de la force de _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _, exercée par la Terre sur un corps.Elle s'exprime en
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . Elle s'applique au centre de gravité du corps et sa direction définit la _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ qui passe approximativement par le centre de la Terre.Le poids est une action
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ T.P. : établir la relation qui lie poids et masse d'un corps. A l'aide d'un dynamomètre et d'une balance, mesurer le poids P et la masse m de différents corps. Relever les résultats dans le tableau ci-dessous :Poids (N)
Masse (g)
Masse (kg) Représenter graphiquement le poids (en N) en fonction de la masse (en kg).Echelle
: abscisse 1cm pour _ _ _ _ _ _ kg ordonnée 1cm pour _ _ _ _ _ _ N GAP Modélisation - Christine CommarieuPage 5/10Pierre
TerrePierre
Elastique
Bac professionnel - Module MG4 - L'énergie mécaniqueQue constate-t-on ?
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Calcul du coefficient de proportionnalité noté g : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _g = _ _ _ _ _ _ N/kg appelée l'accélération de pesanteur représente la force exercée par la
Terre sur un objet de masse 1kg.
La relation qui lie poids et masse est donc :
6- Principe des actions réciproques.
Interactions: quand un système A agit sur un système B, simultanément B agit sur A ; on modélise A agit sur B par une force notée _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ et B agit sur A par une force _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.Cet énoncé est applicable dans toutes les situations, c'est-à-dire quand les systèmes sont au
repos et aussi quand ils sont en mouvement. FA/BCes deux forces ont :
A agit sur B
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _A B _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _B agit sur A
FB/A GAP Modélisation - Christine CommarieuPage 6/10 Bac professionnel - Module MG4 - L'énergie mécanique7- Bilan de forces extérieures.
Afin d'étudier un corps soumis à plusieurs forces, il est nécessaire, dans un premier temps,
d' inventorier toutes les forces qui agissent sur ce corps (actions à distance ou de contact). Exemple : étude d'un solide (S) tracté le long d'un plan incliné par un treuil. On choisit d'étudier le système-solide tracté. O G (S) x X A Décrire les quatre forces qui agissent sur (S) selon les termes suivants : ... agit sur ... _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Représenter ces quatre forces sur le schéma ci-dessous. x O G x x A GAP Modélisation - Christine CommarieuPage 7/10 Bac professionnel - Module MG4 - L'énergie mécanique8- Résultante de plusieurs forces.
1°) Définition.
On appelle
résultante de plusieurs forces, la force unique qui aura les mêmes effets que toutes les autres forces extérieures qui sont exercées sur le corps étudié.2°) Résultante de deux forces concourantes (leurs droites d'action se coupent).
La résultante de deux forces concourantes en un point O est représentée en direction, sens,intensité par la diagonale issue de O du parallélogramme construit à partir des deux vecteurs
force. O Application :- représenter deux forces perpendiculaires d'intensité 6N (F1) et 8N (F2) et leur résultante (on choisira 1cm pour 2N) - calculer l'intensité de la résultante. - vérifier le résultat graphiquement. GAP Modélisation - Christine CommarieuPage 8/10 Bac professionnel - Module MG4 - L'énergie mécanique