Activité
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OBJECTIFS Connaître et savoir utiliser les formules vues au lycée.
Connaître les conversions d’unités de longueurs, surfaces et volumes
1- Force – Mesure d’une force – Vecteur force
→ L’intensité d’une force se mesure avec dynamomètre.
→ L’unité de mesure est le Newton.
→ On représente une force par un segment fléché appelé vecteur. Un vecteur est un outil mathématique qui se caractérise par :
- Une origine ou point d’application (point de contact entre la force exercée et l’objet d’étude)
- Une direction (donnée par le « corps » du segment fléché) - Un sens (donnée par la pointe de la flèche)
- Une norme ou intensité (donnée par la longueur de la flèche) Dans notre exemple :
Action (qui agit/qui subit)
Point
d’application Direction Sens Notation Norme (Intensité)
2- Le poids d’un corps
→ Le poids d’un corps est une force.
→ Le poids d’un corps est l’action exercée par la Terre sur cet objet.
→ Cette action s’exerce selon la verticale du lieu et dirigée vers le centre de la Terre.
Le poids se mesure avec un dynamomètre, l’unité est le Newtons (N)
Caractéristiques du vecteur poids :
- Le point d’application : c’est le centre de gravité G du solide.
- Une direction : la verticale (donné par le fil à plomb).
- Un sens : dirigé vers le bas ()
- Une norme ou intensité (donnée par la longueur de la flèche)
Ne pas confondre Poids et masse. Le poids s’exprime en Newton et la masse en kilogramme.
Les deux grandeurs Poids et masse sont proportionnelles.
Unités : Poids : Newton ; Masse : kilogramme ; g : intensité de la pesanteur g est une constante et est égal à
Échelle :
0,2 cm = 10 Newtons
3- Somme vectorielle
Si un corps est soumis à plusieurs forces , , …, (en même temps), l’effet résultant est le même que si on n’avait qu’une seule force , appelée résultante.
On appelle (force) résultante la force correspondant à la somme vectorielle de tous les vecteurs forces qui s’appliquent à un corps.
Pour trouver la résultante de deux forces et , on peut : Soit translater les vecteur te que l’origine du deuxième vecteur soit placée à l’extrémité du premier (ou inversement). Si l’on relie l’origine du premier vecteur à l’extrémité du deuxième vecteur, on obtient la résultante :
Application : Trouver la résultante.
4- Conversions d’unités
Unités kilomètre hectomètre décamètre mètre décimètre centimètre millimètre
Préfixe
1 m
Unités mètre-carré décimètre-carré centimètre-carré millimètre-carré
Préfixe
1
Unités mètre-cube décimètre-cube centimètre-cube millimètre-cube
Préfixe
1
;
5- La masse volumique
La masse volumique « se prononce rhô » s’obtient en divisant la masse par le volume . Voici l’expression de la masse volumique en fonction de la masse et du volume.
Unités internationales : masse : en kilogramme ; Volume en mètre-cube et la masse volumique en kilogramme par mètre-cube
.
Exemples :
Application n°1 : On réalise au laboratoire l’expérience suivante :
On met sur une balance une éprouvette vide. On tare l’ensemble (ceci permet de remettre à zéro la balance).
On ajoute un liquide et l’on mesure le volume et la masse de celui-ci.
① Convertir la masse et le volume du liquide dans les unités internationales.
② Calculer sa masse volumique.
Application n°2 :
Un cylindre de métal de diamètre et haut de , pèse . Calculer sa masse volumique.
