Forces et interactions

Récapitulatif :Forces et Interactions

Ce document est une fiche de révision rapide pour comprendre les conceptsclés des forces et interactions.

I. Actions et Forces

* Action : Quand un système 1 agit sur un système 2. * Le système 2 exerce réciproquement etsimultanément une action sur le système 1. * Types d'actions : * Action de contact : Les corpsse touchent (ex: pousser une porte). * Action à distance : Sans contact (ex: aimant, gravitation). * Modélisation : Chaque action est modélisée par une force. * Représentée par un vecteur $\vec{F}_{\text{syst ext/syst étudié}}$. * Caractéristiques : direction, sens, valeur (ounorme) en Newton (N). * Diagramme Objet-Interactions (D.O.I.): Outil pour le bilan des actions mécaniques sur un système.

II. Principe des Actions Réciproques (3ème Loi de Newton)

*Fondamental : Si un système A exerce une force $\vec{F}_{\text{A/B}}$ sur un système B, alors B exerce simultanément une force $\vec{F}_{\text{B/A}}$ sur A. * Caractéristiques : * Même direction. * Même valeur (norme). * Sens contraires. * Formule vectorielle : $\vec{F}_{\text{A/B}} = -\vec{F}_{\text{B/A}}$

III. Exemples de Forces

1. Force d'Interaction Gravitationnelle

* Description : Deux objets A et B (masses $m_A, m_B$) séparés par une distance $d$ exercent des actions mécaniques attractives. * Caractéristiques : * Point d'application : La force exercée par A sur B s'applique en B, et inversement. * Direction : Celle de la droite reliant les centres des deux objets (AB). * Sens : Attractif (vers Apour $\vec{F}_{\text{B/A}}$, vers B pour $\vec{F}_{\text{A/B}}$). * Valeur (norme) commune : $F = G \times \frac{m_A \times m_B}{d^2}$ * $F$ en Newtons (N) * $m_A, m_B$ en kilogrammes (kg) * $d$ en mètres (m) * $G$ (constante de gravitation universelle) = $6,67 \times 10^{-11} \text{ N.m}^2.\text{kg}^{-2}$

2. Poids ($\vec{P}$)

* Définition : Force due à la pesanteur exercée par la Terre (ou une planète) sur un corps de masse $m$. C'est une autre façon d'exprimer la force d'attraction gravitationnelle de la Terre sur cet objet. * Caractéristiques du poids $\vec{P}$ : * Point d'application : Centre de gravité de l'objet. * Direction : Verticale (à la surface de la Terre). * Sens : Vers le centre de la Terre (vers le bas). * Valeur (norme) : $P = m \times g$ * $P$ en Newtons (N) * $m$ en kilogrammes (kg) * $g$ (intensité de la pesanteur) en N/kg (variable selon le lieu, environ $9,8 \text{ N/kg}$ sur Terre).

3. Force exercée par un support ou un fil

* Principes : * Si un système est maintenu par un fil $\rightarrow$ Force de tension ($\vec{T}$). * Si un système est posé sur un support $\rightarrow$ Force deréaction ($\vec{R}$). * Caractéristiques de la Force de Réaction ($\vec{R}$) d'un support : * Direction : Perpendiculaire au support. * Sens : Du support vers le système étudié. * Norme : Proportionnelle à l'action exercée sur le support. * Caractéristiques de la Tension d'un fil ($\vec{T}$) : * Direction : Celle du fil. * Sens : Du système étudié vers le fil. * Norme : Proportionnelle à l'objet tiré ou suspendu. À Retenir : Toutes les forces sont des modélisations d'actions mécaniques et sont décrites par un vecteur ayant une direction, un sens et une norme.