Bilan des forces appliquées à un système mécanique

Seconde générale · Physique-Chimie 2nde

À retenir

• Méthode : système …, référentiel, DOI, puis liste des forces exercées par l'extérieur sur le système. • Chaque partenaire du DOI donne au moins une force ; l'action d'un support se décompose en R_N et f. • Notation : F_acteur/système, par exemple P = F_Terre/système. • Pas de contact, pas de force de contact : aucune « force d'élan » après un lancer.

Le cours

Bilan des forces appliquées à un système mécanique Effectuer le bilan des forces (ou inventaire des forces extérieures) appliquées à un système mécanique est l'étape centrale de la résolution de tout problème de dynamique. La méthode rigoureuse comporte quatre étapes : 1. Définir avec précision le système mécanique entre accolades. 2. Préciser le référentiel d'étude (généralement terrestre). 3. Établir le Diagramme Objet-Interactions (DOI) pour ne rien oublier : séparer les actions de contact et les actions à distance. 4. Lister chaque force extérieure avec sa notation vectorielle, son nom complet, son acteur et son receveur (ex. P = F_Terre/système, R_N = F_support/système). Astuce et méthode clé Ne comptez que les forces exercées PAR l'extérieur SUR le système. Les forces exercées par le système sur l'extérieur (comme la force exercée par le livre sur la table) ne doivent JAMAIS figurer dans le bilan des forces appliquées au système. Piège classique à éviter Inventer une « force d'élan » ou une « force de vitesse ». Quand un ballon vole dans l'air après avoir quitté le pied, il n'y a plus aucune force exercée par le pied sur le ballon !

Dans ce chapitre

• Interaction entre deux corps du Collège
• Poids et masse : distinction et formule P = mg du Collège
• Mesure d'une force au dynamomètre du Cycle 4
• Actions mécaniques de contact et actions à distance
• Modélisation par un vecteur force : point d'application, direction, sens, norme
• Interaction gravitationnelle de Newton entre deux corps massiques
• Poids d'un corps sur Terre et champ de pesanteur g
• Réaction normale d'un support et force de frottement de contact
• Tension d'un fil et force exercée par un ressort
• Bilan des forces appliquées à un système mécanique
• Principe des actions réciproques (Troisième loi de Newton)
• Représentation graphique des forces à l'échelle sur un schéma
• Forces qui se compensent : condition géométrique d'équilibre
• Bilan : Synthèse et méthode sur Forces et interactions en Seconde