Au programme de ce chapitre
- I. Qu'est-ce qu'une force ?
- II. Décrire et dessiner une force
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Une force est une action exercée par un objet (l'acteur) sur un autre (le receveur), capable de modifier son mouvement (le mettre en mouvement, le freiner, le dévier) ou de le déformer. Son intensité s'exprime en newtons (N) et se mesure avec un dynamomètre, un ressort gradué qui s'allonge sous l'effet de la force.
Un exemple corrigé
Exemple Au football, le pied (acteur) exerce une force de contact sur le ballon (receveur) : le ballon se déforme un instant et sa vitesse change. Une fois en l'air, le ballon est soumis à son poids, une force à distance exercée par la Terre, qui courbe sa trajectoire vers le sol.
Lexique
- force
- action capable de modifier le mouvement d'un objet ou de le déformer
- newton (N)
- unité d'intensité d'une force
- dynamomètre
- appareil à ressort qui mesure l'intensité d'une force
- point d'application
- endroit où la force agit sur le receveur
- vecteur
- flèche qui représente une force (direction, sens, intensité)
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — direction ou sens ? « Verticale » est une direction ; « vers le haut » et « vers le bas » sont ses deux sens. Quand on te demande les caractéristiques d'une force, donne bien les deux.
Piège — l'échelle mal choisie. Une flèche trop longue ne rentre pas sur la feuille, trop courte elle est illisible. Choisis l'échelle d'après la plus grande force et mentionne-la toujours sur ton schéma.
Attention Ne confonds pas direction et sens : « verticale » est une direction ; « vers le haut » et « vers le bas » sont les deux sens possibles de cette direction. Deux forces peuvent avoir la même direction et des sens opposés.
L'astuce du prof
Astuce — ordre de travail. Pour dessiner une force : (1) échelle, (2) longueur en cm, (3) point d'application, (4) direction et sens à la latte. Ajoute une petite pointe de flèche en dernier.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Lire une flèche
Sur un schéma, la force exercée par le câble d'une grue est représentée par une flèche verticale de 3,5 cm, dirigée vers le haut. L'échelle est 1 cm pour 200 N. Donne les caractéristiques de cette force.
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Direction : verticale. Sens : vers le haut. Point d'application : l'extrémité du câble, là où commence la flèche. Intensité : 3,5 × 200 = 700 N. La longueur de la flèche multipliée par la valeur de 1 cm donne toujours l'intensité.
Exercice 2 — Un dynamomètre à 50 divisions
Un dynamomètre est gradué de 0 à 5,0 N avec 50 divisions. L'index s'arrête à la 37e division. a) Quelle force mesure-t-on ? b) Quelle longueur donnerait la flèche avec l'échelle 1 cm pour 0,5 N ?
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a) Une division vaut 5,0 / 50 = 0,10 N, donc F = 37 × 0,10 = 3,7 N. b) La flèche mesure 3,7 / 0,5 = 7,4 cm. Pour un dessin précis, il vaut mieux choisir une échelle qui donne une flèche pas trop longue : par exemple 1 cm pour 1 N donnerait 3,7 cm.