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Actions mécaniques et forces
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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
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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
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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
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Exemples d’action mécanique
de contact à distance répartie localisée EX1 EX2 EX3 EX4
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Exemples d’action mécanique
de contact à distance répartie localisée EX1 X EX2 EX3 EX4
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Exemples d’action mécanique
de contact à distance répartie localisée EX1 X EX2 EX3 EX4
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Exemples d’action mécanique
de contact à distance répartie localisée EX1 X EX2 EX3 EX4
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Exemples d’action mécanique
de contact à distance répartie localisée EX1 X EX2 EX3 EX4
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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
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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
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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
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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
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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)
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Cas 1 Cas 2 Cas 3 F F F F F F
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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
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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
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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
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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)
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Force 1 Force 2 Point d'application Direction Sens Valeur P F
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P F Force 1 Force 2 Centre de gravité G Point d'application Direction
Sens Valeur P F
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P F Force 1 Force 2 Centre de gravité G verticale Point d'application
Direction verticale Sens Valeur P F
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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