Les forces sont un concept simple et logique qui permet de comprendre le monde physique.
2 — Définition d’une force
« Une force, c’est tout simplement… l’action d’un objet A sur un objet B.
Pour bien la décrire, on regarde quatre choses :
la direction… le sens… l’intensité… et le point d’application. »
Définition d’une force
↓
Action de A sur B
↓
4 caractéristiques
Direction
Sens
Intensité
Point d’application
Une force = une action + 4 paramètres indispensables.
3 — Le vecteur force
« Pour représenter une force, on utilise un vecteur.
Ce vecteur montre la direction… le sens… la norme…
et l’endroit précis où la force s’applique. »
Vecteur force
↓
Représente une force
↓
Direction
Sens
Norme
Point d’application
Le vecteur force = la manière scientifique de représenter une force.
4 — La droite d’action
« Une force n’agit pas n’importe comment.
Elle agit le long d’une ligne bien définie :
la droite d’action.
Elle passe par le point d’application… et suit la direction de la force. »
Droite d’action
↓
Passe par le point d’application
↓
Suit la direction de la force
La force agit toujours le long de sa droite d’action.
5 — Principe action–réaction
« Quand A exerce une force sur B…
B exerce automatiquement une force opposée sur A.
Toujours.
C’est la troisième loi de Newton :
action… réaction. »
A agit sur B
B agit sur A
↓
Forces opposées
Même intensité
↓
3ᵉ loi de Newton
Action ↔ Réaction : deux forces toujours opposées et simultanées.
6 — Force de gravitation
« Tous les objets s’attirent.
Absolument tous.
Plus ils sont massifs… plus l’attraction est forte.
Et plus ils sont éloignés… plus cette attraction diminue. »
Attraction universelle
↓
Tous les objets s’attirent
↓
Masse ↗ → Attraction ↗
Distance ↗ → Attraction ↘
La gravitation dépend de la masse et de la distance.
7 — Le poids
« Le poids, c’est l’attraction de la Terre sur un objet.
Il est vertical… orienté vers le bas…
et sa valeur, c’est m fois g.
À notre échelle, le poids et la force de gravitation…
c’est quasiment la même chose. »
Poids = force de la Terre
↓
Direction verticale
Vers le bas
↓
Intensité : m × g
À notre échelle, poids ≈ force de gravitation.
8 — Réaction d’un support
« Quand un objet repose sur un support…
le support réagit.
Il exerce une force normale, qui empêche l’objet de s’enfoncer…
et une force tangentielle, liée aux frottements. »
Réaction du support
↓
Force normale
Force tangentielle (frottements)
Le support empêche l’objet de s’enfoncer et s’oppose au glissement.
9 — Tension d’un fil
« Un fil tendu exerce une force vers le haut.
Toujours dans la direction du fil…
et toujours au point où il touche l’objet. »
Tension du fil
↓
Direction du fil
Vers le haut
La tension agit toujours le long du fil, au point de contact.
10 — Poussée d’Archimède
« Quand un objet est plongé dans un fluide…
il subit une poussée vers le haut.
C’est la poussée d’Archimède.
Elle s’oppose au poids. »
Fluide → Poussée
↓
Vers le haut
Opposée au poids
La poussée dépend du volume déplacé.
11 — Plan incliné
« Sur un plan incliné, le poids se décompose en deux parties :
une parallèle au plan…
et une perpendiculaire.
La réaction du support s’ajuste en fonction de ces deux composantes. »
Poids
↓
Composante parallèle
Composante perpendiculaire
↓
Réaction adaptée
Le plan incliné modifie la répartition des forces.
12 — Conclusion
« Les forces expliquent pourquoi les objets tombent… glissent… avancent…
ou restent immobiles.
Comprendre les forces…
c’est comprendre le mouvement. »
