REVIZ.fr – Modélisation des forces

Niveau : première
Matière : physique (mouvements)

Une action mécanique, c’est l’action d’un objet sur un autre, en contact ou non.

Quel est l’effet dynamique d’une action mécanique ?

Une action mécanique peut mettre un corps en mouvement ou modifier son mouvement.
exemple :

  • si on met un coup de pied dans un ballon posé sur le sol, on le met en mouvement
  • si on fait une reprise de volée (le ballon est déjà en mouvement), on change sa trajectoire

Effet statique d’une action mécanique

Une action mécanique peut déformer un objet. Remarques : une même action peut avoir des effets dynamiques et statiques. La déformation n’est pas toujours perceptible.

exemple : déformation d’une balle de tennis

Une action mécanique est localisée lorsqu’elle s’applique en un point déterminé.
Elle possède :

  • un point d’application
  • un sens
  • une direction
  • une intensité (en Newton, N)

On peut mesurer ces forces à l’aide d’un dynamomètre.
Cette force peut être représentée par un vecteur de norme proportionnelle à l’intensité.

Action mécanique répartie

Une action mécanique est répartie si elle s’exerce sur une large surface du solide qui le subit, ou sur son volume.
exemple : le vent dans la voile d’un bateau, le poids …

Lorsqu’un solide soumis à deux forces 1 et 2 est en équilibre, alors les deux forces ont nécessairement la même ligne d’action (= direction), sont de sens contraire et de même intensité.

1 = – 2 et 1 + 2 =

On dit que les forces sont directement opposées ; elles se compensent.

Somme et décomposition de forces

Une force appliquée en un point A peut être remplacée par 2 forces 1 et 2 appliquées en A telles que

= 1 + 2


Inversement, on peut additionner deux forces appliquées en A pour en obtenir une seule.

Expression dans une base orthonormale

= Fx + Fy

Fx et Fy sont les coordonnées de .

F = =

La Terre exerce sur le solide (S) de masse m une force que l’on appelle le poids, noté .
Il s’agit en fait de la somme des actions exercées sur chaque partie du solide. Le poids :

  • s’applique en G, centre de gravité du solide
  • est dirigé selon la verticale
  • est orienté vers le bas
  • est d’intensité P = mg, exprimée en Newton (N) avec g = 9,81 N.kg-1

Action gravitationnelle (action à distance)

Un objet S1 de masse m1 exerce sur un objet S2 de masse m2 une force d’intensité F :

F = G dirigée de S2 vers S1

S2 exerce une force de même intensité mais de sens opposé sur S1.

Remarque : le poids est un cas particulier d’action gravitationnelle ; l’un des 2 objets est la Terre.

Action magnétique (action à distance)

Les pôles Nord et Sud des aimants s’attirent tandis que deux pôles de même nom se repoussent.

Action électrostatique (action à distance)

Il s’agit d’une force électrique à distance qui s’exerce entre les charges électriques (électrons…).
Il peut y avoir attraction ou répulsion.

Action de contact entre 2 solides

Elle est répartie sur une surface. exemple : livre posé sur une table

La table exerce une réaction (somme des réactions sur l’ensemble de la surface de contact) qui compense le poids du livre. + =

Contact entre un solide et un fluide

Si l’on plonge un solide S dans un récipient d’eau, l’eau exerce des forces sur toute sa surface : ce sont les forces pressantes.

Sur une surface s s’exerce une force orthogonale à la surface.
La pression est définie par :

p = avec F en N, s en m2

La pression s’exprime en pascal (Pa).

Comme la pression augmente avec la profondeur, la force résultante est orientée vers le haut. C’est la poussée d’Archimède, dirigée vers le haut et d’intensité égale au poids de liquide déplacé.

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