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Poésie 4Ème Séquence
Wednesday, 10 July 2024

Une action mécanique est toujours exercée par un objet (l'acteur) sur un autre objet (le receveur). Dans l'exemple précédent, le footballeur est l'acteur et le ballon le receveur. On distingue: Les actions de contact qui ne s'exercent que lors du contact entre l'acteur et le receveur. Les actions à distance qui s'exercent même si l'acteur et le receveur ne sont pas en contact. L'action qu'exerce un footballeur sur un ballon est une action de contact. La Terre attire à tout moment le ballon vers son centre, c'est une action à distance. Les forces modélisent les actions mécaniques exercées par un corps sur un autre. Les forces sont représentées par des vecteurs et un point d'application. Une force est un vecteur avec un point d'application. Elle modélise une action mécanique. Les caractéristiques d'une force sont: son point d'application (le point à partir duquel elle s'exerce); sa direction; son sens; sa norme, intensité ou valeur exprimée en newtons (N). Elle est représentée par un vecteur, appelé « vecteur force », généralement noté \overrightarrow{F}.

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Les forces sont représentées par des segments fléchés. Une force possède 4 caractéristiques: un point d'application = le point d'origine du segment une direction = la droite directrice un sens = le sens de la flèche une intensité / une valeur = la longueur du segment. On mesure la valeur d'une force avec un dynamomètre. Caractéristiques d'une force Propriété L'unité de la force est le newton, noté N N. La gravitation Description Définition La gravitation est une interaction fondamentale de l'Univers, c'est la plus ancienne des 4. Elle agit partout, pour tous les objets ayant une masse. Propriété Deux corps A A et B B de masses m A m_A et m B m_B, séparés d'une distance d, s'attirent mutuellement du fait de leur masse. Cette interaction, l' interaction gravitationnelle, est modélisée par deux forces de même direction, même valeur mais de sens opposés. Schématisation de l'interaction gravitationnelle Propriété La valeur de la force exercée par A A sur B B est égale à la valeur de la force exercée par B B sur A A.

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» La légende d'Archimède explique que celui-ci aurait découvert ce principe en prenant son bain. Le roi Hérion II aurait demandé à Archimède de vérifier si sa couronne d'or qu'il avait fait faire par un joaillier était bien fabriquée en or pur et non en or et en argent. La forme de la couronne empêchant tout calcul, Archimède était dans une impasse. Jusqu'au jour ou, quand il était au bain public il comprit le principe de la masse volumique: pour un même volume donné les corps n'ont pas le même poids. Il découvrit ainsi que l'artisan avait utilisé de l'argent et de l'or et avait essayé de tromper le roi. C'est à ce moment qu'il aurait déclaré sa célèbre phrase « Euréka ». L'application du principe d'Archimède permet ainsi de comprendre les forces permettant la flottabilité des bateaux ou le principe des Montgolfières. Qu'est ce que le principe d'Archimède? Les forces de frottement exercées par une surface ou par l'air sur un objet en mouvement: ce sont des forces qui s'opposent aux mouvements relatifs entre deux systèmes en contact.

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L'effet obtenu dépend de l'orientation de la force, de sa direction, de sa valeur et de la nature du corps qui subit cette force. Les différents types de forces On distingue les forces de contact et les forces à distance. Les forces à distance Les forces à distances peuvent s'exercer sans contact entre les objets. Les principales sont: La force de gravitation: la force de gravitation est une force fondamentale qui correspond à l'attraction mutuelle s'exerçant entre deux corps de masse non négligeables. Ainsi la loi de l'attraction gravitationnelle démontre que deux corps de masses différentes placés en deux points distincts, exercent l'un sur l'autre des forces d'attraction directement opposées. C'est Isaac Newton qui eut l'idée de la gravitation universelle en regardant une pomme tomber. Les forces de gravitation s'exercent aussi bien sur des grandes distances comme par exemple des distances astronomiques (corps célestes…) qu'a des distances beaucoup plus petites c'est-à-dire microscopiques (entre noyaux, atomes etc…) La force magnétique: c'est la force qui permet à un aimant d'attirer un morceau de fer ou qui oriente l'aiguille d'une boussole vers le nord.

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Les forces magnétiques agissent à distance. Par exemple, un morceau de fer et un aimant exercent l'un sur l'autre des forces à distance. Les forces magnétiques agissent soit par attraction soit par répulsion. La force électrique: c'est la force qui attire des morceaux de papier vers une baguette en plastique qui a été frottée ou qui met les électrons en mouvement dans un circuit électrique. Ainsi deux corps chargés électriquement exercent l'un sur l'autre des forces à distance: si les corps possèdent des charges identiques, alors ils se repoussent. Au contraire, si les corps possèdent des charges différentes, ils s'attirent. Les forces électriques augmentent a mesure que la distance qui sépare les corps diminue. Les forces nucléaires: ce sont des forces qui maintiennent ensemble les nucléons et assurent la stabilité du noyau des atomes. Les forces nucléaires sont parfois appelées forces fortes résiduelles. En réalité ce n'est une pas une ou deux forces nucléaires mais trois forces différentes qui s'exercent au sein des atomes.

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La masse et le poids d'un corps sont deux notions différentes, deux grandeurs distinctes. Il est courant d'utiliser le verbe « peser » pour indiquer une valeur de masse alors que celui-ci signifie « mesurer le poids ». On ne devrait pas dire « Cet objet pèse 1 kg », mais « La masse de cet objet est de 1 kg ». Le poids et la gravité sont deux notions différentes. Le poids est la somme de la force gravitationnelle exercée par la Terre et des forces dues au mouvement de la Terre (force centrifuge, force de Coriolis). Lorsqu'un objet est dans le voisinage de la Terre, il est soumis à son poids mais s'il est dans l'espace, il subit uniquement la force gravitationnelle exercée par la Terre et/ou les autres astres. B La réaction normale du support Un corps posé sur un support est retenu par celui-ci. La réaction normale du support modélise cette action mécanique. Réaction normale du support La réaction normale du support est l'action qu'exerce un support sur un corps placé dessus. Elle est modélisée par le vecteur force \overrightarrow{R_{N}}.

Mouvement de M dans le cas d'une force répulsive (\(K > 0\)) L'énergie cinétique radiale \(\frac{1}{2}m\overset{\centerdot}{r}^2\) étant nécessairement positive, on a \(E_M \geq E_{Peff} >0\). Le mouvement du point M s'effectue entre un \(r_{min}\) et l'\(\infty\), on parle d'un état de diffusion. Mouvements de M dans le cas d'une force attractive \(K<0\)) Cette fois-ci \(E_{Peff}\) est soit positive soit négative, comme l'énergie mécanique. Plusieurs cas peuvent se présenter: Si \(E_M >0\), le point M se trouve dans un état de diffusion comme précédemment; Si \(E_M <0\), le mouvement du point M se fait entre un \(r_{min}\) et un \(r_{max}\), il s'agit dans le cas le plus général d'un mouvement elliptique, on parle d' état lié. Équation polaire de la trajectoire Selon le cas (force attractive ou répulsive), deux possibilités: Si \(K > 0\): \begin{equation*}\boxed{r = \dfrac{p}{e\cos \theta - 1}} \nonumber\end{equation*} Si \(K < 0\): \begin{equation*}\boxed{r = \dfrac{p}{1+e\cos \theta}} \nonumber\end{equation*} Avec dans les deux cas, \(p=\left|\dfrac{mC^2}{K}\right|\) et \(e = \left|\dfrac{AmC^2}{K}\right|\) (A = cste).

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