Modéliser une force

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Temps, mouvement et évolution
Corpus - | Corpus - 1 Fiche
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Mod&eacute liser une force

FB_Bac_98618_PhyT_S_017

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Rappels de cours

1D&eacute finition d&rsquo une force


&thinsp Deux syst&egrave mes sont en interaction lorsqu&rsquo ils exercent une action l&rsquo un sur l&rsquo autre. Cette action est mod&eacute lis&eacute e par une force.

&thinsp On distingue diff&eacute rents types de forces  : force de contact et force &agrave distance  force r&eacute partie et force localis&eacute e, etc.


&thinsp On d&eacute finit le vecteur force par  :

&ndash   son point d&rsquo application (pour le poids  : le centre de gravit&eacute ) 

&ndash   sa direction et son sens (pour le poids  : vertical descendant) 

&ndash   sa valeur, en newtons (pour le poids d&rsquo une pomme  de 100  g  : ).

2Exemples de force

AForce exerc&eacute e par un support (r&eacute action du support)

Il est d&rsquo usage de la d&eacute composer selon deux directions en  : (frottement), parall&egrave le au support et (r&eacute action normale), perpendiculaire au support.


BPouss&eacute e d&rsquo Archim&egrave de


Un corps compl&egrave tement ou partiellement immerg&eacute dans un fluide de masse volumique subit une pouss&eacute e ascendante qui s&rsquo exerce au centre de gravit&eacute de la partie immerg&eacute e. Sa valeur est  :



en

, volume immerg&eacute en

, intensit&eacute de la pesanteur en

M&eacute thodes

Repr&eacute senter une force

Une moto ralentit pour s&rsquo arr&ecirc ter. On suppose que l&rsquo ensemble des actions qu&rsquo elle subit peut &ecirc tre mod&eacute lis&eacute par trois forces ext&eacute rieures. Repr&eacute senter ces forces (la moto sera suppos&eacute e ponctuelle).

Conseils

D&eacute finir le syst&egrave me et le r&eacute f&eacute rentiel puis rechercher avec quels corps la moto est en interaction. Noter que la force exerc&eacute e par les freins est une force int&eacute rieure.

Solution

Le syst&egrave me {moto} est &eacute tudi&eacute dans le r&eacute f&eacute rentiel terrestre. Il est en interaction avec la Terre (poids ) et le sol (r&eacute action du support ). Pour mod&eacute liser les actions avec trois forces, il faut subdiviser la seconde en frottements et r&eacute action normale . et ont la m&ecirc me longueur car les deux forces se compensent. On oriente dans le sens oppos&eacute au mouvement (freinage). Les forces ne se compensent pas puisque le mouvement est ralenti, donc modifi&eacute (&gt fiche15).

Calculer la valeur d&rsquo une force

Un skieur de masse m=  75  kg est arr&ecirc t&eacute sur une piste inclin&eacute e de 20&deg par rapport &agrave l&rsquo horizontale. D&eacute terminer la valeur f des frottements de la neige sur les skis.

Donn&eacute es  : g=  10    cos  20&deg   =  0,94  sin  20&deg   =  0,34.

Solution

Le syst&egrave me {skieur} est &eacute tudi&eacute dans le r&eacute f&eacute rentiel terrestre. Son mouvement (ici l&rsquo &eacute tat de repos) n&rsquo est pas modifi&eacute donc il est soumis &agrave des forces qui se compensent. Il est en interaction avec la Terre (poids ) et le sol (r&eacute action du support ). On a R=P=mg.

Pour calculer f il faut ici encore d&eacute composer en et . est la projection orthogonale de sur la pente.

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