LES FORCES – ÉQUILIBRE D’UN SOLIDE
Activité n°1 Les forces
Effets des actions mécaniques
Que provoque l'action du pied sur le ballon ?
………
Que provoque l'action d'un tireur à l'arc sur la corde de l'arc ?
………
Que provoque l'action d'une raquette de tennis sur la balle lorsque celle-ci est renvoyée à l'adversaire ?
………
Que provoque l'action d'un haltérophile sur les haltères ?
………
Les actions mécaniques permettent :
………
………
………
………
Les actions mécaniques ont un effet dynamique ou statique.
Remarque : lorsqu’un corps A exerce une action mécanique sur un corps B, le corps B exerce de la même manière une action mécanique sur le corps A. On parle d’interactions mécaniques
Nature des actions mécaniques
Nature des actions mécaniques Exemples
Le pied du footballeur sur le ballon au moment du tir.
Le vent dans les voiles d'un voilier.
La Terre sur un objet lâché d’une certaine hauteur.
La force : un modèle pour l'action mécanique localisée
Caractéristiques d'une force
Une force est caractérisée par :
………
………
………
………
L'unité de force est………
……… d'une force se mesure à l'aide d'un ………
Deux types de ………
……… ………
x x
Représentation d'une force
Lorsqu'on connaît les 4 caractéristiques d'une force, on peut la représenter par un vecteur-force (flèche).
Exemple : Représentons la force exercée par l’intermédiaire de la corde C, horizontalement, vers la droite, au point O du solide S et dont l'intensité (la valeur) est 3 N.
Cette force est notée C/S (échelle : 0,5 N/cm)
Principe des interactions
Lorsqu’un corps A exerce une force A/B sur un corps B, alors le corps B exerce une force B/A sur le corps A telle que A/B = - B/A.
Représentation du dynamique de deux forces
Voir livre Sciences physiques BEP Nathan Technique :
Méthode : Tracer le dynamique de deux forces page 145
En utilisant cette méthode déterminons la force résultante dans le cas suivant :
Force Point d’application Droite d’action Sens Intensité F
F
S x O C
F
F
x O
Activité n°2 Équilibre d’un solide
Équilibre d’un solide soumis à deux forces
a- Expérience
Une plaque de polystyrène dont le poids est négligeable est soumise à l’action de deux forces par l’intermédiaire De deux fils tendus. Deux dynamomètres D1 et D2 mesurent l’intensité de ces forces.
Observations :
………
………
Tableau des caractéristiques
Force Point d’application Droite d’action Sens Intensité
Représentation des forces Dynamique des forces
b- Conditions d’équilibre
………
………
………
………
………
………
A1
A2
D1 D2
A1
A2
x x
Équilibre d’un solide soumis à trois forces
a- Etude expérimentale
Une plaque de polystyrène de poids négligeable est soumise à l’action de trois forces F1 ,F2 etF3
par l’inter -médiaire de trois fils tendus. Trois dynamomètres mesurent ces forces.
Observations :
………
………
Tableau des caractéristiques
Force Point d’application Droite d’action Sens Intensité
Représentation des forces Dynamique des forces
b- Conditions d’équilibre
………
………
………
………
………
………
A1 A2
A3
O
D1
D2
D3
Activité n°3 Poids et masse d’un corps
Le poids d’un corps
a- Définition
………
………
………
………
b- Caractéristiques du poids d’un corps Expérience
Suspendons en un point A une plaque en bois (S) à un dynamomètre (D). Traçons sur la plaque la direction de la force. Recommençons en suspendant la plaque en B, puis en C. Etudions l'équilibre de cette plaque.
Conclusion
Les caractéristiques du poids d'un corps sont :
- ………
- ………
- ………
- ………
Observations :
………
………
………
………
………
………
x
x x
A
B C
La masse d’un corps a- Définition
………
………
………
………
b- Relation entre poids et masse Expérience
Mesurons la masse et le poids de différents corps; complétons le tableau ci-dessous :
m (kg) P (N)
mP
………
………
………
………
Relation entre poids et masse
………
………
………
………
Remarque :
Activité n°4 Détermination des caractéristiques d’une force Voir livre Sciences physiques BEP Nathan Technique :
Méthode : Déterminer les caractéristiques d’une force page 149 En utilisant cette méthode déterminons la force résultante dans le cas suivant : Soit un abri de préau de poids 300 daN, fixé au mur
en A et maintenu par un tirant BC.
Les trois forces qui s’exercent sur l’abri sont :
………
………
………
………
………
………
………
………
………
Détermination de la droite d’action de R :
………
………
………
………
………
Détermination des intensités de R et F
………
………
………
………
………
G B
M U R A C
A G
B
M U R
O
C
