Résumé — Modéliser une action par une force

Ce résumé condense l’essentiel du chapitre. Une force modélise l’action d’un objet extérieur : point d’application, direction, sens, valeur en newton — et toute action a sa réciproque.

La force

Une action mécanique (qui déforme ou modifie un mouvement) se modélise par une force : un vecteur, en newton (N), défini par ses quatre caractéristiques — point d’application, direction, sens, valeur. Les actions sont de contact ou à distance.

Les forces à connaître

La gravitation

$F = G \times \frac{m_A \times m_B}{d^2}$

G = 6,67 × 10⁻¹¹ N·m²·kg⁻², masses en kg, d entre les CENTRES en m. Attractive, et en 1/d².

Le poids

$P = m \times g$

P en N, m en kg, g = 9,81 N·kg⁻¹ sur Terre. Vertical, vers le bas, appliqué au centre de gravité. À la surface d’un astre, il est pratiquement égal à la force gravitationnelle : g change d’un astre à l’autre.

Les actions de contact usuelles : la réaction du support $\vec{R}$ (perpendiculaire au support sans frottement) et la tension du fil $\vec{T}$ (portée par le fil).

Le principe des actions réciproques

Troisième loi de Newton

$\vec{F}_{A/B} = -\vec{F}_{B/A}$

Même direction, même valeur, sens opposés — et surtout : elles s’exercent sur deux corps DIFFÉRENTS.

Les actions réciproques ne se compensent jamais

Elles s’exercent sur deux objets différents — elles ne peuvent donc pas s’annuler entre elles. À ne pas confondre avec les forces qui se compensent sur un même objet immobile (poids et réaction du support).

Représenter les forces

Pour un objet immobile (livre sur une table) : le poids $\vec{P}$ vers le bas et la réaction $\vec{R}$ vers le haut se compensent. On ne représente que les actions extérieures : le système n’exerce aucune force sur lui-même.

Les pièges classiques

Masse et poids, une dernière fois

La masse (kg) ne change pas d’un astre à l’autre ; le poids (N), si — car $g$ change. Et dans la loi de gravitation, $d$ est la distance entre les centres, au carré : doubler $d$ divise la force par 4.