La force est une grandeur physique fondamentale en mécanique. Elle représente l'interaction entre deux objets ou systèmes physiques et peut être responsable du mouvement, de la déformation ou du changement d'état de ces objets.
Le calcul d'une force est essentiel pour comprendre le comportement des objets en mouvement, les forces qui agissent sur eux et leur équilibre.
En physique, les forces sont généralement représentées par des vecteurs. Un vecteur force est caractérisé par sa direction, son sens et son intensité.
La direction est donnée par une ligne droite indiquant la direction dans laquelle la force agit. Le sens est donné par une flèche indiquant si la force tire ou pousse. L'intensité est mesurée en newton (N) dans le système international d'unités.
Le calcul des forces est régi par les lois du mouvement formulées par Sir Isaac Newton. Selon la première loi de Newton, un objet au repos reste au repos et un objet en mouvement continue de se déplacer à vitesse constante en ligne droite, à moins qu'une force externe ne s'exerce sur lui.
La deuxième loi de Newton établit que la force nette agissant sur un objet est égale au produit de sa masse et de son accélération. Cette loi est formulée mathématiquement par la relation :
F = m * a
où F représente la force en newton, m représente la masse en kilogramme (kg) et a représente l'accélération en mètre par seconde carrée (m/s²).
Une force peut être décomposée en plusieurs forces composantes lorsqu'elle agit sur un objet selon un angle donné. La décomposition permet d'analyser les effets de chaque composante sur le mouvement de l'objet.
Par exemple, si une force F est appliquée à un objet avec un angle θ par rapport à l'axe horizontal, elle peut être décomposée en une force horizontale (Fx) et une force verticale (Fy). La décomposition est réalisée à l'aide des fonctions trigonométriques, telles que sine et cosine.