Définitions
Définition
Force
Une force est une action susceptible de modifier l'état de mouvement ou de repos d'un objet, ou de le déformer.
Vecteur Force
Le vecteur force est une représentation graphique par un vecteur des caractéristiques d'une force appliquée : point d'application, direction, sens et intensité.
Poids
Le poids est la force exercée par la gravitation terrestre sur un objet massique, de direction verticale et dirigée vers le bas.
Représentation des Forces
Représenter les forces appliquées à un système par un vecteur force permet de visualiser leurs caractéristiques. Chaque force est représentée par un vecteur qui se compose d'un point d'application, d'une direction, d'un sens et d'une valeur en Newton (N). Par exemple, pour la force de gravitation, le vecteur est dirigé vers le centre de la Terre. Pour le poids, le vecteur est vertical et orienté vers le bas. Les forces de réaction, comme la normale, ont une direction perpendiculaire à la surface de contact. Pour représenter les forces appliquées à un système :
- Dessinez un point pour chaque force appliquée.
- Tracez un vecteur partant du point d'application.
- Indiquez la direction et le sens selon la particularité de chaque force.
- Précisez l'intensité si calculée.
Calcul de l'Intensité des Forces
Pour calculer l'intensité d'une force de gravitation, on utilise la formule : F = G * (m₁ * m₂) / r². Où F est l'intensité de la force, G est la constante de gravitation universelle, m₁ et m₂ sont les masses des deux objets, et r est la distance qui les sépare. En ce qui concerne l'intensité du poids, elle est donnée par la formule : P = m * g, où P est le poids du corps, m sa masse en kg, et g l'intensité de la gravité terrestre (approximativement 9,8 m/s²).
Le Principe d'Inertie
Le principe d'inertie, ou première loi de Newton, énonce qu'un objet persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'appliquent sur lui se compensent, c'est-à-dire si la résultante des forces est nulle. Cela signifie que, sans forces extérieures, un corps ne modifie pas son mouvement. Par exemple, une planche à roulettes en mouvement sur une surface plane continue de rouler à vitesse constante tant qu'aucune force extérieure, comme le frottement ou un obstacle, n'intervient.
A retenir :
Il est essentiel de bien comprendre les caractéristiques d'une force et de savoir les représenter correctement à l'aide d'un vecteur. La représentation graphique par des vecteurs facilite l'analyse des interactions mécaniques. Le calcul des forces, qu'elles soient de gravitation ou le poids, repose sur des formules classiques. Enfin, le principe d'inertie souligne l'importance des forces extérieures sur le mouvement des objets, établissant que sans force résultante, le mouvement initial se poursuit indéfiniment.