Forces et Interactions

Comprendre les interactions fondamentales : des lois de Newton à la dynamique.

Introduction

Une force est une interaction capable de modifier l'état de mouvement ou de repos d'un objet, ou de le déformer. C'est le concept central de la mécanique classique, introduit par Isaac Newton au XVIIe siècle. Les forces gouvernent tout : du lancer d'une balle aux forces qui maintiennent les atomes ensemble.

Objectifs d'Apprentissage

Définir une force

Comprendre son rôle dans les changements de mouvement

Identifier les types de forces

Distinguer gravitationnelle, normale, frottement, tension, élastique

Représenter par un vecteur

Point d'application, direction, sens, intensité (Newtons)

Appliquer les lois de Newton

Comprendre F = m × a et calculer la force résultante

Les Différents Types de Forces

Forces à Distance

Poids (P = m × g) : Attraction exercée par la Terre. Intensité de la pesanteur g ≈ 9,8 N/kg. Toujours dirigé vers le centre de la Terre.

Forces de Contact

  • Force normale (Réaction) : Perpendiculaire à la surface, empêche l'objet de traverser
  • Force de frottement : Tangentielle, s'oppose au glissement/mouvement
  • Force de tension : Transmise par un fil, dirigée le long du fil
  • Force élastique (F = -k × x) : Exercée par un ressort, k = raideur, x = allongement

Les Trois Lois de Newton

1. Principe d'Inertie

Un corps persévère dans son état (repos ou MRU) si les forces se compensent (ΣF = 0).

2. Principe Fondamental de la Dynamique (PFD)

ΣF = m × a

L'accélération est proportionnelle à la force résultante et inversement proportionnelle à la masse.

3. Principe des Actions Réciproques

Si A exerce une force sur B, alors B exerce sur A une force de même intensité, même direction, sens opposé.

Maîtrise les Forces !

Ne confonds jamais masse (kg) et poids (N). Le poids est une force, conséquence de la masse.

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