La force

Une force est une action capable de modifier le mouvement d’un objet ou de le déformer.

Déformer un objet

Modifier le mouvement d’un objet

Les 4 éléments qui caractérisent une force Sa direction: représentée par un segment de droite. Son sens: symbolisé par une pointe de flèche. Son intensité: exprimée par un nombre ou par la longueur et la largeur du segment. Son point d’application: il correspond à la position de l’origine de la flèche.

Les effets des forces Le newton (N) est l’unité de mesure de la force. Il faut une force de 1 N pour donner à un objet de 1 kg une accélération de 1m/s2 1 N = 1 kg • 1m/s2 Une force peut provoquer l’accélération d’un objet. provoquer la décélération d’un objet. modifier la trajectoire d’un objet.

Le travail STE

En sciences, effectuer un travail c’est déployer une force qui provoque le déplacement d’un objet. Si la force déployée ne déplace pas d’objet, alors aucun travail n’est accompli.

Relation entre travail, force et déplacement Lorsqu’un corps se déplace sous l’effet d’une force appliquée dans la direction du déplacement, on peut calculer le travail accompli en multipliant la valeur de la force par la grandeur du déplacement.

W = F • Δs W est la valeur du travail accompli en joules F est la valeur de la force en newtons Δs est la valeur du déplacement effectué en mètres En conséquence, 1 joule = 1 newton • 1mètre 1 J = 1 N•m

L’équation mathématique W =F•Δs est valide uniquement pour une force appliquée parallèlement au déplacement d’un objet.

Si un objet subit une force dont la direction n’est pas parallèle au déplacement qu’il subit, il faudra décomposer cette force en deux composantes … l’une parallèle au déplacement l’autre perpendiculaire au déplacement et ne tenir compte que de la première dans le calcul du travail effectué

Force efficace (Feff) C’est la composante d’une force qui est responsable du mouvement ou de la modification du mouvement d’un objet. Elle correspond à la composante de la force qui est parallèle au mouvement.

Le « triangle » de forces efficace force gravitationnelle force perpendiculaire (force normale)

Fonction « sinus » Sinus = coté opposé / hypoténuse hypoténuse côté adjacent

Fonction « cosinus » Cosinus = coté adjacent / hypoténuse hypoténuse opposé 20o côté adjacent

Les composantes d’un force non parallèle au déplacement de l’objet

Objet trainé horizontalement Force de traction (500 N) Composante perpendiculaire au déplacement 30o Composante parallèle au déplacement Feff = cos 30o • 500 N Feff = 433 N

Objet qui glisse sur un plan incliné Composante parallèle au déplacement 35o Force gravitationnelle (0,25 N) 35o Composante perpendiculaire au déplacement Feff = sin 35o • 0,25 N Feff = 0,1434 N

Force résultante Si la force résultante appliquée sur un objet est nulle, il ne modifie pas son mouvement. Il demeure immobile s’il l’était avant l’application des forces. Il conserve ses vitesse, direction et sens s’il était en mouvement avant l’application des forces.

Objets soulevés verticalement à vitesse constante Puisque l’objet se déplace à vitesse constante, la force résultante appliquée sur l’objet est nulle. Il y a cependant 2 forces de même grandeur, de même direction mais de sens opposés qui sont en jeu… Le poids de l’objet. La force déployée par la personne ou la machine qui soulève.