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1. Définition et classement d’une force.
a) Définition
b) Des causes et leurs effets
Nous imaginons tout intuitivement ce que sont des forces. Par contre, nous éprouvons quelques difficultés à en donner une définition correcte.
Voici une démarche qui va t’aider à définir cette nouvelle notion.
Verbes d’action permettant de déplacer cette voiture
Note ce qui se passe
Verbes d’action permettant de déformer la plasticine
Note ce qui se passe
Ce sont des causes … Qui produisent des effets, des conséquences
Rappels - Les forces
Une force est toute cause capable de : - Déformer un corps ;
- Modifier l’état de mouvement ou de repos d’un corps.
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c) Observe les différentes photos et complète le tableau.
Photo Force exercée par (…) sur (…) Effet(s) Type de force A
B
C
D
E
F
G A
B
D
E
F
G
Pour les types de forces, aides-toi des mots clés suivants : musculaire – hydraulique – magnétique – chimique –
électrique – mécanique – éolienne.
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d) L’organigramme
Complète l’organigramme en t’aidant des deux premières activités et des mots clés suivants.
Elles modifient l’état de repos ou de mouvement d’un corps – Les déformations sont permanentes – Le corps change de vitesse – Les déformations sont temporaires – Elles déforment la matière – Le
corps change de direction.
A l’aide de l’organigramme ci-dessus, reprends les différentes photos de la page 3 et donne la caractéristique de l’effet.
Photo Effet(s) observable(s) d’une force Photo Effet(s) observable(s) d’une force
A E
B F
C G
D
Les forces ont des effets observables
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e) Représentation vectorielle d’une force
a) Les quatre caractéristiques d’une force
b) La représentation d’une force
Les éléments de la force sont rassemblés dans le symbole suivant : UN VECTEUR noté
𝐅⃗
(à ne pas confondre avecF
qui représente l’intensité de la force (ex : F=20N)Echelle : 1cm 2,5N Une force est caractérisée par :
- Le SENS (traduit par la flèche) ;
- L’INTENSITE (traduit par la longueur du segment de droite) ; - La DIRECTION (traduite par l’inclinaison du segment de droite) ; - Le POINT D’APPLICATION (traduit par l’origine du vecteur).
A
𝐅⃗
F= 20N
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c) Exercices
Illustration et représentation graphique Eléments Le chien tire le garçon avec une force de 60N.
Le chevreuil exerce une force sur l’arbre de 50 000N.
Lisa renvoie le ballon avec une force de 120N.
Le karatéka brise les briques avec une force de 3000N.
Calimero soulève les haltères avec une force de 5N.
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f) Le principe des actions réciproques
Observe le schéma et complète le texte.
Si on appelle ………la force d’expulsion exercée par le ballon sur le gaz. Alors, nous appelons ……….., la force exercée par le gaz sur le ballon. Mais, comme elles s’appliquent sur des objets différents, elles n’ont pas le ……….. Ces deux forces ont une même ……… mais de sens ………. Elles ont même ……….
a) Réalise le schéma des situations suivantes et indique les forces en présence.
Situation 1 : Pousser sur un mur
Schéma Application du principe
Une personne pousse sur un mur avec une force 𝐹⃗1 (action).
La personne sent une résistance de la part du mur car le mur réagit sur elle avec une force 𝐹⃗2
(réaction), d’intensité égale mais de force opposée à 𝐹⃗1.
L’action et la réaction sont deux forces qui s’exercent sur des corps différents : elles n’ont donc JAMAIS le même point d’application !
Le principe de l’action et de la réaction montre que l’interaction entre deux corps a toujours lieu par l’intermédiaire d’une force et d’une « contre-force ». Les forces vont TOUJOURS de pair !
7 Situation 2 : Objet sur un support
Schéma Application du principe
Appelons 𝑃⃗⃗ le poids de l’élève. L’élève pousse sur un siège avec une force 𝐹⃗1 (action) égale à 𝑃⃗⃗.
Le siège réagit sur l’élève avec une force 𝐹⃗2
(réaction) de même intensité mais de force opposée à 𝐹⃗1.
Situation 3 : Qui pousse est poussé
Schéma Application du principe
Considérons 2 personnes chaussées de patins à roulettes.
La personne 1 prend une perche et pousse la personne 2 avec une force 𝐹⃗1.
Les deux personnes s’écartent l’une de l’autre car la personne 2 a exercé (via la perche) une force 𝐹⃗2 (réaction) de même intensité mais de force opposée à 𝐹⃗1.
Le principe d’action-réaction
Lorsqu’une force agit sur un corps et crée une action, une force de sens contraire mais de même intensité est créé par ce corps. C’est la 3ème loi de Newton, appelée aussi le principe d’actions
réciproques.
8 b) Exercices
« La malédiction du Black Pearl »
Dans le film « Pirates des Caraïbes », le Capitaine Barbossa, à bord du Black Pearl, ordonne à ses hommes d’arrimer les canons afin d’être prêts à envoyer l’Interceptor au fond des « flammes de l’enfer. »
Pourquoi les canons doivent-ils être arrimés avant de tirer ?
………
………
………
………
………
Schéma :
