Actions mécaniques et forces

Notion d’actions mécaniques ex1 Une pomme est attachée à un arbre par sa tige. Elle ne tombe pas car  la tige exerce une action sur la pomme et l’empêche de tomber ex2 La tige casse, la pomme tombe car  la Terre exerce une action sur la pomme et l’attire vers le bas

Un voilier peut avancer sur la mer car ex3 Un voilier peut avancer sur la mer car  le vent exerce une action sur la voile qui permet au voilier d’avancer ex4 Une règle frottée par un chiffon de laine est approchée d’un filet d’eau  La règle exerce une action qui fait dévier le filet d’eau

Une action mécanique , agissant sur un objet, est capable : - de le mettre en mouvement - de modifier son mouvement - de le déformer - de le maintenir en équilibre Une action mécanique est dite de contact ou à distance, localisée ou répartie

Exemples d’action mécanique de contact à distance répartie localisée EX1 EX2 EX3 EX4

Exemples d’action mécanique de contact à distance répartie localisée EX1 X EX2 EX3 EX4

Exemples d’action mécanique de contact à distance répartie localisée EX1 X EX2 EX3 EX4

Exemples d’action mécanique de contact à distance répartie localisée EX1 X EX2 EX3 EX4

Exemples d’action mécanique de contact à distance répartie localisée EX1 X EX2 EX3 EX4

Représenter une action mécanique sur une figure Le vecteur force Un ressort est attaché au plafond Cas 1 Cas 2 Cas 3 On exerce sur l’extrémité du ressort une action qui déforme le ressort

le sens de l’action exercée Le ressort s’allonge ou se rétrécit suivant le sens de l’action exercée Cas 1 Cas 2 Cas 3

l’intensité (la valeur) de l’action exercée Le ressort s’allonge plus ou moins selon l’intensité (la valeur) de l’action exercée Cas 1 Cas 2 Cas 3

la direction de l’action mécanique Le ressort prend une certaine direction selon la direction de l’action mécanique Cas 1 Cas 2 Cas 3

Pour représenter sur un schéma l’action exercée par un corps sur un autre corps, on dessine un segment fléché appelé vecteur force ou plus simplement force dont les caractéristiques sont : Son point d’application ou origine Sa direction Son sens Sa valeur en Newton (N)

Cas 1 Cas 2 Cas 3 F F F F F F

Applications  Force de valeur 20 N, exercée par le poussoir sur la bille Échelle : 1cm pour 10 N 2 cm pour 20 N  Forces de valeurs 150 N, exercées par les cordes sur les seaux Échelle : 1cm pour 100 N 1,5 cm pour 150 N

 Force de valeur 100 N, exercée par la corde sur le camion Échelle : 1cm pour 50 N 2 cm pour 100 N  Force de valeur 300 N, exercée par la corde sur le personnage Échelle : 1cm pour 120 N 2,5 cm pour 300 N http://www.ostralo.net/4_exercices_jeux/swf/fleche.swf

P = m x g Exemples de force Le poids d’un objet La Terre exerce une action mécanique sur tous les objets placés à sa proximité.  Cette action s’exerce à distance et attire les objets vers le bas.  Elle est modélisée par une force que l’on nomme poids de l’objet Point d’application: Direction: Sens: Valeur: centre de gravité verticale kg vers le bas P = m x g g =10 N.kg-1 N

La pomme est soumise à 3 actions Reprenons notre pomme de masse 200 g accrochée à son arbre Qui agit sur la pomme, qui a une action sur la pomme ??? La pomme est soumise à 3 actions L’action exercée par la Terre représentée par le poids  L’action exercée par la tige représentée par une force notée  L’action exercée par l’air (action négligeable)

Force 1 Force 2 Point d'application Direction Sens Valeur P F

P F Force 1 Force 2 Centre de gravité G Point d'application Direction Sens Valeur P F

P F Force 1 Force 2 Centre de gravité G verticale Point d'application Direction verticale Sens Valeur P F

P F Force 1 Force 2 Centre de gravité G verticale Vers le bas Point d'application Centre de gravité G Direction verticale Sens Vers le bas Valeur P F

P F Force 1 Force 2 Centre de gravité G verticale Vers le bas Point d'application Centre de gravité G Direction verticale Sens Vers le bas Valeur P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N P F

P F Force 1 Force 2 Centre de gravité G Point de contact M verticale Point d'application Centre de gravité G Point de contact M Direction verticale Sens Vers le bas Valeur P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N P F

P F Force 1 Force 2 Centre de gravité G Point de contact M verticale Point d'application Centre de gravité G Point de contact M Direction verticale Sens Vers le bas Valeur P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N P F

P F La pomme ne bouge pas donc les 2 forces ont la même valeur Force 1 Point d'application Centre de gravité G Point de contact M Direction verticale Sens Vers le bas Vers le haut Valeur P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N P F La pomme ne bouge pas donc les 2 forces ont la même valeur

P F La pomme ne bouge pas donc les 2 forces ont la même valeur Force 1 Point d'application Centre de gravité G Point de contact M Direction verticale Sens Vers le bas Vers le haut Valeur P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N F = P = 2 N P F La pomme ne bouge pas donc les 2 forces ont la même valeur

P F F 1 cm pour 0,5 N P 4 cm pour 2 N Force 1 Force 2 Point d'application Centre de gravité G Point de contact M Direction verticale Sens Vers le bas Vers le haut Valeur P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N F = P = 2 N P F F M G 1 cm pour 0,5 N P 4 cm pour 2 N

La poussée d’Archimède  Lorsqu’un plongeur s'immerge, il subit deux forces qui s’opposent:  son poids qui a tendance à le faire couler  la poussée  d'Archimède qui a tendance à le faire remonter

 Tout corps plongé dans un liquide subit une poussée dirigée de bas en haut et qui est égale au poids du volume d'eau déplacé.  Le fluide exerce une action mécanique sur l'objet. Cette action mécanique est modélisée par une force : la poussée d'Archimède

 fluide de masse volumique .  objet de volume V  fluide de masse volumique . Point d’application : - le centre de gravité - verticale Direction : Sens : - vers le haut Valeur