Une voiture accélère, freine ou roule à vitesse constante : ce qui décide de son mouvement, ce sont les forces qui s’exercent sur elle. Ce chapitre relie les forces aux variations de vitesse.
Objectifs
- Faire l’inventaire des forces qui s’exercent sur un système
- Reconnaître des forces qui se compensent
- Relier immobilité ou mouvement rectiligne uniforme à des forces qui se compensent
- Relier une variation de vitesse à des forces qui ne se compensent pas
1. Inventaire des forces
On choisit le système étudié, puis on liste toutes les actions exercées sur lui (à l’aide d’un diagramme objet-interaction) et on les modélise par des forces.
- Poids P : action de la Terre, verticale vers le bas.
- Réaction du support R : action du sol ou d’une table, perpendiculaire au support.
- Frottements f : action de l’air ou du sol, opposée au mouvement.
- Tension d’un fil, force motrice, poussée…
2. Forces qui se compensent
Deux forces se compensent si elles ont la même direction, la même valeur et des sens opposés. Leur effet global est nul.
Forces qui se compensent ⟺ objet immobile ou en mouvement rectiligne uniforme
Un parachutiste de poids 800 N descend à vitesse constante, en ligne droite verticale.
- Son mouvement est rectiligne uniforme.
- Les forces qui s’exercent sur lui se compensent.
- La force de frottement de l’air est verticale, vers le haut, de valeur 800 N.
Frottement de l’air : 800 N vers le haut.
3. Forces qui ne se compensent pas
Si les forces ne se compensent pas, la vitesse de l’objet change (en valeur ou en direction).
- Si l’effet global est dans le sens du mouvement, l’objet accélère (une pomme qui tombe : le poids l’emporte).
- S’il est opposé au mouvement, l’objet ralentit (une voiture qui freine).
- S’il est perpendiculaire au mouvement, la direction change (la Lune en orbite autour de la Terre).
À retenir
- On fait l’inventaire des forces après avoir choisi le système.
- Deux forces se compensent : même direction, même valeur, sens opposés.
- Forces qui se compensent ⟺ immobilité ou mouvement rectiligne uniforme.
- Forces qui ne se compensent pas ⟹ la vitesse change (valeur ou direction).
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.