Physique des Forces

Caractéristiques d'une force

Citer et expliquer les quatre caractéristiques d'une force : point d'application, direction, sens et intensité.

Unité de force

Indiquer que l'unité SI de la force est le Newton (N).

Masse et quantité de matière

Définir la masse comme la quantité de matière d'un objet et donner son unité le kilogramme (kg).

Calcul du poids

Calculer le poids $\vec{G}$ d'un objet à l'aide de la formule $\vec{G} = m \cdot \vec{g}$ où $g = 9,81 \text{ N/kg}$ est le champ de pesanteur.

Réaction d'un support

Définir la réaction d'un support $\vec{R_s}$ comme la force de contact exercée par un solide sur un corps.

Tension d'un fil

Définir la tension d'un fil $\vec{T}$ comme la force de contact exercée par un fil tendu au point d'attache du fil sur le corps.

Force de rappel d'un ressort

Décrire la force de rappel d'un ressort $\vec{F_r}$ dont la direction est l'axe du ressort et le sens opposé à l'allongement.

Poussée d'Archimède

Définir la poussée d'Archimède $\vec{P_a}$ comme la force verticale vers le haut exercée par un fluide sur un corps immergé, égale au poids du fluide déplacé.

Frottement fluide

Définir la force de frottement fluide et identifier ses facteurs d'influence : vitesse, densité du fluide et surface de contact.

Frottement solide statique

Définir la force de frottement solide statique comme la force à vaincre pour mettre un objet en mouvement.

Frottement solide cinétique

Définir la force de frottement solide cinétique (dynamique) comme la force à vaincre pour maintenir le mouvement.

Facteurs des frottements solides

Lister les facteurs influençant le frottement solide : état de la surface, force normale, lubrification et nature des matériaux.

Travail moteur

Identifier un travail moteur ($W > 0$) lorsque la force favorise le mouvement (angle entre la force et le déplacement compris entre 0° et 90°).

Travail résistant

Identifier un travail résistant ($W < 0$) lorsque la force s'oppose au mouvement (angle entre la force et le déplacement compris entre 90° et 180°).

Travail nul

Identifier un travail nul ($W = 0$) lorsque la force est perpendiculaire au déplacement (90°) ou en l'absence de déplacement.

Avantage mécanique

Calculer l'avantage mécanique $A.M = \frac{F_r}{F_m}$ d'une machine comme le rapport entre la force résistante et la force motrice.

Levier à point d'appui

Définir le levier comme un composant pivotant autour d'un point d'appui.

Poulie fixe

Expliquer que la poulie fixe modifie uniquement la direction et le sens de la force avec un avantage mécanique égal à 1.

Poulie mobile

Expliquer que la poulie mobile permet de diviser la force à appliquer par 2 (A.M = 2) mais nécessite de tirer sur une distance deux fois plus grande.

Plan incliné

Expliquer que sur un plan incliné, plus la pente est longue, moins la force à exercer est grande pour élever une charge.

Puissance mécanique

Calculer la puissance $P = \frac{W}{\Delta t}$ d'une machine en divisant le travail $W$ (en Joules) par le temps $\Delta t$ (en secondes).

Énergie cinétique

Calculer l'énergie cinétique $E_c = \frac{1}{2} m v^2$ d'un objet en fonction de sa masse $m$ et de sa vitesse $v$.

Conservation en système isolé

Expliquer que dans un système isolé, l'énergie mécanique $E_m$ reste constante avec des échanges entre énergie potentielle $E_{pp}$ et énergie cinétique $E_c$.

Dissipation d'énergie

Expliquer que dans la réalité, l'énergie est dissipée sous forme de chaleur à cause des forces de frottement.