La force (Notes STE p.114| Notes ST p.XX)
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Un force est une action mécanique ayant la capacité de déformer un corps ou de modifier son état de mouvement.
Une force est toujours exercée par un corps sur un autre corps. De plus, elle est toujours orientée dans une direction. On peut d’ailleurs représenter graphiquement une force avec une flèche. On doit tenir compte de 4 éléments :
Son intensité (Exprimée en Newton et représentée par la longueur de la flèche)
Sa direction (Représenté par l'angle de la flèche)
Son sens (Représenté par la pointe de la flèche)
Son point d'application (Représenté par l'origine de la flèche)
On mesure les force en Newton (N). Ainsi, 1 N = 1 kg ⋅ m/s2
Le mouvement d'un objet peut être modifié de 3 façons:
Modifier la direction de l'objet en y appliquant une force latérale.
Augmenter sa vitesse (accélération) à l'aide d'une force dans le sens du mouvement
Diminuer sa vitesse (décélération) à l'aide d'une force dans le sens contraire au mouvement
L’équilibre entre deux forces (Notes STE p.115 | Notes ST p.XX)
Équilibre. Aucune force appliquée.
Aucun mouvement.
Équilibre. Les deux forces sont de même intensité dans des sens opposés.
Somme de forces est égale à zéro.
Aucun mouvement.
La Force #2 est plus intense que la que la Force #1. Puisqu'elle est dans le sens opposé, l'objet se déplacera vers la droite.
Personne ne tire ici sur le charriot.
Aucune force n'est appliquée.
Le charriot le bouge pas.
La somme appliquée par les personnages sur le charriot est la même mais dans des direction opposées. Les forces s'annulent.
Le charriot ne bouge pas.
La force appliquée à droite est plus grande que celle appliquée à gauche.
La somme des forces est non-nulle.
Le charriot va bouger vers la droite, là où la force est plus grande.
Le total des forces qui s’applique sur un objet s’appelle la force résultante.
Si la force résultante est nulle (0 N), l'état de mouvement de l'objet n'est pas modifié.
On appelle cet état l'équilibre statique.
La masse et le poids (Notes STE p.115 | Notes ST p.XX)
La force gravitationnelle est une force d'attraction entre deux objets due à leur masse.
Que remarques-tu sur l'image? Pourquoi?
Plus la distance entre les corps est grande, plus l'intensité de la force gravitationnelle diminue.
La force gravitationnelle terrestre attire tous les objets vers le centre de la Terre à une force de 9,80 N/kg. On peut aussi dire que 9,80 N/kg = 9,80 m/s2. On appelle cette constante intensité du champ gravitationnel (ou accélération gravitationnelle) symbolisée par le symbole "g".
Sur Mars ou Jupiter, est-ce que l’accélération gravitationnelle est la même que sur la Terre ? Pourquoi ?
Le champ gravitationnel n'a pas la même intensité puisque Mars et Jupiter n'ont pas la même masse que la Terre. La force gravitationnelle est plus faible sur Mars et plus intense sur Jupiter.
Relation entre masse et poids
Si tu montes sur une balance, elle t’indiquera ta masse en kilogrammes (kg).
La masse est la quantité de matière qui compose un corps.
Si tu utilises un dynamomètre, il t’indiquera le poids en Newtons (N).
Le poids est la force gravitationnelle qui s’exerce sur un corps.
ATTENTION! Même si on confond dans la vie de tous les jours les mots "masse" et "poids", ils n'ont pas la même signification en science.
Lis les énoncés suivants. Détermine s’ils sont vrais (V) ou faux (F). S’ils sont faux, corrigent le ou les erreurs.
La balance à ressort du supermarché était utilisée pour trouver la masse des fruits que l’on voulait acheter. VRAI (Le résultat est une masse en kilogrammes ou en grammes)
Après un rigoureux programme d’exercices, Roger a diminué son poids de 5kg. FAUX (C'est la masse qui est exprimée en kilogrammes)
Au retour de la navette spatiale sur Terre, la masse du corps des astronautes est revenue à la normale. FAUX (La masse de l'astronaute n'a pas changé. C'est son poids qui était différent dans l'espace et sur Terre.)
La force efficace et le travail (Notes STE p.117 | Notes ST p.XX)
Lorsqu’on applique une force sur un objet, il arrive que la force n’agisse pas totalement sur l’objet. Une partie seulement de la force peut s’appliquer sur l’objet. Une composante de la force peut modifier le mouvement de l’objet, le reste de la force, non.
La composante de la force qui modifie le mouvement de l’objet s’appelle la force efficace.
La force efficace est la composante de la force qui est parallèle au mouvement.
Le travail (Notes STE p.119 | Notes ST p.XX)
En sciences le mot « travail » n’a pas la même signification que dans la vie quotidienne.
Le travail est la quantité d'énergie reçue par un corps servant au déplacement de celui-ci.
Ce chien pousse sur un mur avec sa tête. Est-ce qu’il effectue un travail ?
Non, puisque aucun mouvement n'est créé. Le mur n'est pas déplacé.
Cette femme soulève une boite avec ses jambes. Est-ce qu’elle effectue un travail ?
Oui, un travail est effectué afin de déplacé la boîte vers le haut.
Cet homme marche avec une grosse boite sur son dos. Est-ce qu’il effectue un travail avec son dos ?
Son dos n'effectue pas de travail parce que son dos ne fait pas en sorte que la boîte effectue un mouvement. Ce sont ses jambes qui effectuent un travail.
Pour qu’il y ait un travail la force déployée doit être dans le sens du déplacement de l'objet et ce sur une certaine distance.
L’énergie est la capacité d’effectuer un travail. Donc quand un système gagne ou perd de l’énergie, il y a donc eu un travail effectué sur ce système.
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