Physique-Chimie · 3ème année collège
Les forces et leur représentation
Quatre caractéristiques, une flèche, une échelle : tout le langage des forces.
01 Reconnaître une force
Définition
Une force traduit l'action mécanique exercée par un corps sur un autre. On la détecte par ses effets.
- Mettre en mouvement un corps au repos : pousser une porte.
- Modifier un mouvement : freiner, accélérer, changer de direction.
- Déformer un corps : comprimer un ressort, tendre un élastique.
On distingue les forces de contact, qui exigent un toucher — pousser, tirer, frotter — et les forces à distance, qui agissent sans contact : le poids, l'attraction d'un aimant.
02 Les quatre caractéristiques
Une force se décrit toujours par quatre éléments
- Le point d'application : où elle s'exerce.
- La direction : la droite le long de laquelle elle agit — verticale, horizontale, oblique.
- Le sens : vers le haut ou vers le bas, vers la droite ou la gauche.
- L'intensité : sa valeur, en newtons (N).
Direction et sens ne sont pas synonymes. La direction est la droite ; le sens est le choix entre les deux façons de la parcourir. « Verticale » est une direction, « vers le bas » est un sens. Les confondre coûte des points à chaque contrôle.
L'intensité se mesure avec un dynamomètre, dont le ressort s'allonge proportionnellement à la force appliquée.
03 Représenter une force
On représente une force par un vecteur, c'est-à-dire une flèche. Chaque élément de la flèche traduit une caractéristique.
| Élément de la flèche | Caractéristique représentée |
|---|---|
| Son origine | Le point d'application |
| La droite qui la porte | La direction |
| La pointe | Le sens |
| Sa longueur | L'intensité, selon une échelle |
Choisir une échelle
Puisqu'on ne peut pas dessiner 20 newtons en vraie grandeur, on fixe une échelle, par exemple 1 cm pour 5 N. Une force de 20 N se dessine alors par une flèche de 4 cm. L'échelle doit toujours être écrite sur le schéma.
Exemple
Une force de 30 N, à l'échelle 1 cm pour 10 N.
longueur = 30 ÷ 10 = 3 cmÀ toi. À l'échelle 1 cm pour 4 N, quelle longueur pour une force de 18 N ? Et que vaut une flèche de 6 cm ?
6 × 4 = 24 N
✓ L'essentiel
- Force
- Action mécanique reconnue à ses effets : mise en mouvement, modification du mouvement, déformation.
- Quatre caractéristiques
- Point d'application, direction, sens, intensité en newtons.
- Dynamomètre
- Appareil de mesure de l'intensité d'une force.
- Vecteur force
- Flèche dont la longueur traduit l'intensité selon une échelle indiquée.
Les erreurs à éviter
- Confondre direction et sens.
- Dessiner une force sans préciser l'échelle.
- Oublier le point d'application, pourtant l'origine de la flèche.