Actions mécaniques et forces

Transcription

1 Actions mécaniques et forces

2 Notion d actions mécaniques ex1 Une pomme est attachée à un arbre par sa tige. Elle ne tombe pas car la tige exerce une action sur la pomme et l empêche de tomber ex2 La tige casse, la pomme tombe car la Terre exerce une action sur la pomme et l attire vers le bas

3 ex3 Un voilier peut avancer sur la mer car le vent exerce une action sur la voile qui permet au voilier d avancer ex4 Une règle frottée par un chiffon de laine est approchée d un filet d eau La règle exerce une action qui fait dévier le filet d eau

4 Une action mécanique, agissant sur un objet, est capable : - de le mettre en mouvement - de modifier son mouvement - de le déformer - de le maintenir en équilibre Une action mécanique est dite de contact ou à distance, localisée ou répartie

5 Exemples d action mécanique de contact à distance répartie localisée E1 E2 E3 E4

6 Exemples d action mécanique de contact à distance répartie localisée E1 E2 E3 E4

7 Exemples d action mécanique de contact à distance répartie localisée E1 E2 E3 E4

8 Exemples d action mécanique de contact à distance répartie localisée E1 E2 E3 E4

9 Exemples d action mécanique de contact à distance répartie localisée E1 E2 E3 E4

10 Représenter une action mécanique sur une figure Le vecteur force Un ressort est attaché au plafond Cas 1 Cas 2 Cas 3 On exerce sur l extrémité du ressort une action qui déforme le ressort

11 Le ressort s allonge ou se rétrécit suivant le sens de l action exercée Cas 1 Cas 2 Cas 3

12 Le ressort s allonge plus ou moins selon l intensité (la valeur) de l action exercée Cas 1 Cas 2 Cas 3

13 Le ressort prend une certaine direction selon la direction de l action mécanique Cas 1 Cas 2 Cas 3

14 Pour représenter sur un schéma l action exercée par un corps sur un autre corps, on dessine un segment fléché appelé vecteur force ou plus simplement force dont les caractéristiques sont : Son point d application ou origine Sa direction Son sens Sa valeur en Newton (N)

15 Cas 1 Cas 2 Cas 3

16 Applications orce de valeur 20 N, exercée par le poussoir sur la bille Échelle : 1cm pour 10 N 2 cm pour 20 N orces de valeurs 150 N, exercées par les cordes sur les seaux Échelle : 1cm pour 100 N 1,5 cm pour 150 N

17 orce de valeur 100 N, exercée par la corde sur le camion Échelle : 1cm pour 50 N 2 cm pour 100 N orce de valeur 300 N, exercée par la corde sur le personnage Échelle : 1cm pour 120 N 2,5 cm pour 300 N

18 Exemples de force Le poids d un objet La Terre exerce une action mécanique sur tous les objets placés à sa proximité. Cette action s exerce à distance et attire les objets vers le bas. Elle est modélisée par une force que l on nomme poids de l objet Point d application: centre de gravité Direction: verticale Sens: vers le bas Valeur: N P = m x g kg g =10 N.kg -1

19 Reprenons notre pomme de masse 200 g accrochée à son arbre Qui agit sur la pomme, qui a une action sur la pomme??? La pomme est soumise à 3 actions L action exercée par la Terre représentée par le poids P L action exercée par la tige représentée par une force notée L action exercée par l air (action négligeable)

20 Point d'application Direction Sens orce 1 P orce 2 Valeur

21 Point d'application Direction Sens orce 1 P Centre de gravité G orce 2 Valeur

22 Point d'application Direction Sens orce 1 P Centre de gravité G verticale orce 2 Valeur

23 Point d'application Direction Sens orce 1 P Centre de gravité G verticale Vers le bas orce 2 Valeur

24 orce 1 P orce 2 Point d'application Direction Sens Valeur Centre de gravité G verticale Vers le bas P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N

25 Point d'application Direction Sens Valeur orce 1 P Centre de gravité G verticale Vers le bas P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N orce 2 Point de contact M

26 Point d'application Direction Sens Valeur orce 1 P Centre de gravité G verticale Vers le bas P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N orce 2 Point de contact M verticale

27 Point d'application Direction Sens Valeur orce 1 P Centre de gravité G verticale Vers le bas P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N orce 2 Point de contact M verticale Vers le haut La pomme ne bouge pas donc les 2 forces ont la même valeur

28 Point d'application Direction Sens Valeur orce 1 P Centre de gravité G verticale Vers le bas P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N orce 2 Point de contact M verticale Vers le haut = P = 2 N La pomme ne bouge pas donc les 2 forces ont la même valeur

29 orce 1 orce 2 P Point d'application Centre de gravité G Point de contact M Direction verticale verticale Sens Vers le bas Vers le haut Valeur P = m x g = 0,2 x 10 = 2 N = P = 2 N M G 1 cm pour 0,5 N 4 cm pour 2 N P

30 La poussée d Archimède Lorsqu un plongeur s'immerge, il subit deux forces qui s opposent: son poids qui a tendance à le faire couler P la poussée d'archimède qui a tendance à le faire remonter P ar

31 Tout corps plongé dans un liquide subit une poussée dirigée de bas en haut et qui est égale au poids du volume d'eau déplacé. Le fluide exerce une action mécanique sur l'objet. Cette action mécanique est modélisée par une force : la poussée d'archimède

32 objet de volume V fluide de masse volumique. Point d application : P ar - le centre de gravité Direction : - verticale Sens : - vers le haut Valeur P A liquide V immergé g P