Au programme de ce chapitre
- I. Le principe des actions réciproques
- II. Ne pas confondre avec l'équilibre
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
Un exemple corrigé
Exemple
- Marcher : ton pied pousse le sol vers l'arrière ; le sol pousse ton pied vers l'avant.
- Fusée : la fusée éjecte les gaz vers le bas ; les gaz poussent la fusée vers le haut, même dans le vide.
- Pomme : la Terre attire la pomme avec une force égale à celle avec laquelle la pomme attire la Terre ; mais la masse énorme de la Terre rend son accélération imperceptible.
Extrait du cours
Pour avancer en piscine, le nageur pousse le mur vers l'arrière… et c'est le mur qui le pousse vers l'avant. La troisième loi de Newton explique comment on marche, comment une fusée décolle et pourquoi les forces vont toujours par paires.
Lexique
- actions réciproques
- paire de forces égales et opposées entre deux corps
- force de réaction
- force exercée en retour par le corps sur lequel on agit
- propulsion
- mise en mouvement en repoussant de la matière dans le sens opposé
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — Croire que le plus fort « gagne » la bagarre des forces. Un camion et un moustique qui se percutent se poussent avec des forces de même intensité. Le moustique est écrasé non pas parce que la force est plus petite, mais parce que sa masse minuscule lui donne une énorme accélération.
Piège — Mettre les deux forces d'une paire dans le même bilan. Quand tu fais le bilan des forces sur le livre, tu ne mets pas la force du livre sur la table : elle s'applique sur la table, pas sur le livre. Chaque bilan porte sur un seul objet.
Attention Les deux forces d'une paire d'actions réciproques ne s'annulent jamais, car elles agissent sur des corps différents. Exemple : pour un livre posé sur la table, le poids du livre et la réaction de la table sont égaux et opposés, mais ils agissent tous deux sur le livre : ils traduisent l'équilibre (1re loi), pas la 3e loi. Le partenaire du poids du livre est la force d'attraction du livre sur la Terre.
L'astuce du prof
Astuce Pour savoir si un objet bouge, ne regarde que les forces qui agissent sur lui. Les forces qu'il exerce sur les autres agissent sur les autres !
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Un livre sur une table
Un livre de 0,80 kg est posé sur une table horizontale. Calcule son poids, puis donne pour chacune des deux forces suivantes la force partenaire (valeur, sens, objet sur lequel elle s'applique) : le poids du livre et la force de la table sur le livre.
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Le poids vaut P = 0,80 × 9,81 ≈ 7,8 N. Le partenaire du poids du livre (force de la Terre sur le livre) est la force d'attraction du livre sur la Terre : 7,8 N, dirigée vers le haut, appliquée sur la Terre. Le partenaire de la force de la table sur le livre (7,8 N vers le haut) est la force du livre sur la table : 7,8 N vers le bas, appliquée sur la table.
Exercice 2 — Choc entre un camion et une voiture
Un camion de 20 t (20 000 kg) heurte par l'arrière une voiture de 1,0 t à l'arrêt. Pendant le choc, le camion exerce sur la voiture une force de 30 kN (30 000 N). Quelle force la voiture exerce-t-elle sur le camion ? Compare les accélérations des deux véhicules pendant le choc.
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Les deux forces forment une paire d'actions réciproques : la voiture exerce sur le camion une force de 30 kN, de même direction mais de sens opposé. Les accélérations diffèrent à cause des masses : avoiture = 30 0001 000 = 30 m/s² et acamion = 30 00020 000 = 1,5 m/s². La voiture subit une accélération vingt fois plus grande, ce qui explique les dégâts et les blessures plus importants dans la petite voiture.