Leçon 2 Les forces
1) 🟦 Exemple du poids
1-1) Quelques effets du poids
a - Observation
- Mangues en chute
- Ressort à vide
- Ressort déformé
- Brique
b - Conclusion
Le poids peut créer un mouvement ou le modifier, peut déformer un corps ou le maintenir en équilibre. On dit que le poids est une force.
1-2) Caractéristique du poids
Une force est une grandeur vectorielle. Le vecteur P a pour caractéristique :
- Centre de gravité (G) (point d'application)
- La verticale du lieu (direction)
- Du haut vers le bas (sens)
- P = m × g (en N)
Remarque : Le poids agit à distance sur chaque partie d’un corps, on dit que le poids est réparti en volume.
Représentation du poids
Activité d'application 1
Un objet a une masse m = 1,2 kg
1- Détermine son poids P ; g = 10 N/kg
2- Représente le vecteur poids P sur la figure ci-contre à l’échelle 6N → 1cm
- P = 12 N
- 1,2 × 10 = 12 N
- 12 N → 2 cm
2) 🟦 Notion de force
2-1) Définition d’une force
Une force est une action mécanique pouvant créer un mouvement ou la modifier, déformer un corps ou participer à son équilibre.
2-2) Caractéristiques d’une force
Une force est représentée par un segment fléché appelé vecteur force ayant les caractéristiques suivantes :
- Point d’application ou origine : point de départ de la force
- Direction : (droite d’action de la force)
- Sens : (celui du mouvement)
- Intensité : valeur de la force en newton (N)
Remarque : Le dynamomètre est l’appareil de mesure de l’intensité d’une force.
Activité d'application 2
On a représenté ci-contre une force F à l’échelle 1 cm → 2 N.
À l’aide de l’échelle, détermine l’intensité F de la force F.
3) 🟦 Autres forces
3-1) La poussée d’Archimède
a - Expérience
On plonge un objet suspendu à un dynamomètre dans de l’eau.
b - Observation
L’eau exerce une poussée d’Archimède sur le solide qui fait remonter l’aiguille du dynamomètre. Le solide perd un poids, opposant la solide déplace un volume d’eau.
c - Interprétation
C’est la différence des poids p (poids réels) et p’ (poids apparents) du solide.
C’est l’indépendance de la force exercée par le solide immergé pour la gravité.
Volume d’eau déplacé : V = V1 - V2 = 468 - 268 = 200 cm³ = 0,2 dm³
Masse de l’eau déplacée : m = V × ρ = 0,2 × 1 = 0,2 kg
d - Définition de la poussée d’Archimède
La poussée d’Archimède que l’on subit est la force exercée par un liquide sur corps immergé.
e - Expressions de la poussée d’Archimède
| Formule | Expression |
|---|---|
| ( F_A = \rho \times V \times g ) | ( F_A ) : poussée d’Archimède |
| ( \rho ) : masse volumique du liquide | ( V ) : volume du liquide déplacé |
| ( g ) : intensité de la pesanteur |
f - Caractéristiques de la poussée d’Archimède
La poussée d’Archimède s’exerce sur toute la surface d’un objet immergé.
C’est une force de contact, répartie sur la surface de contact caractéristique dont :
- Origine : centre de poussée (centre de gravité de la partie immergée)
- Direction : verticale du lieu
- Sens : du haut vers le bas, du bas vers le haut
- Intensité : ( F_A = P - P' ) ou ( F_A = \rho \times V \times g )
g - Représentation du vecteur-poussée d’Archimède
| Solide partiellement immergé | Solide totalement immergé |
|---|---|