Fiche de révision · Physique-chimie 3eInteractions et forces
2e trimestre · chapitre 7 sur 13
Les objets agissent les uns sur les autres par des interactions, que l'on modélise par des forces représentées par des segments fléchés.
L'essentiel à retenir
- Action mécanique : un acteur agit sur un receveur
- Contact ou à distance
- Toute interaction est réciproque
- Force : point, direction, sens, valeur
- Valeur en newtons (N)
La leçon
1. Actions de contact et à distance
Une action mécanique est exercée par un objet, l'acteur, sur un autre objet, le receveur. Elle peut mettre en mouvement, modifier un mouvement ou déformer. Elle est de contact quand les objets se touchent (main qui pousse, sol qui soutient, frottements). Elle est à distance sinon (attraction gravitationnelle, action magnétique, action électrique).
Exemple
Un aimant attire un clou sans le toucher : action à distance, l'aimant est l'acteur et le clou le receveur.
2. Une interaction est réciproque
Si un objet A agit sur un objet B, alors B agit aussi sur A. On note F_A/B la force exercée par A sur B. Les deux forces d'une interaction s'exercent chacune sur un objet différent.
F_A/B : force exercée par A sur B
Exemple
Sur des patins à roulettes, quand tu pousses un mur, le mur te pousse aussi : tu recules.
3. Le diagramme objets-interactions
Le diagramme objets-interactions (DOI) place chaque objet dans une bulle. On relie par un trait deux objets qui interagissent. Le trait est plein pour une interaction de contact, pointillé pour une interaction à distance.
Exemple
Livre posé sur une table : la bulle « livre » est reliée à « table » par un trait plein et à « Terre » par un trait pointillé.
4. Modéliser par une force
On modélise une action mécanique par une force. Elle a quatre caractéristiques : point d'application, direction, sens et valeur (ou intensité). La valeur s'exprime en newtons (N) et se mesure avec un dynamomètre.
Exemple
Pomme de 100 g suspendue à un dynamomètre : on lit environ 1 N. La force exercée par la Terre sur la pomme est verticale, vers le bas, appliquée au centre de la pomme.
5. Représenter une force à l'échelle
Une force est représentée par un segment fléché (un vecteur) qui part du point d'application. Il a la même direction et le même sens que la force. Sa longueur est proportionnelle à la valeur de la force, selon une échelle choisie.
Exemple
Échelle 1 cm pour 2 N : une force de 6 N est représentée par une flèche de 6 ÷ 2 = 3 cm.
6. Forces et mouvement
Si un objet n'est soumis à aucune force, ou à des forces qui se compensent, il est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme : c'est le principe d'inertie. Si les forces ne se compensent pas, sa vitesse ou la direction de son mouvement change.
Exemple
Un livre posé sur une table reste immobile : son poids et l'action de la table se compensent.
La méthode
Comment représenter une force
- Repère le point d'application : le point de contact, ou le centre de l'objet pour une action à distance.
- Indique la direction (verticale, horizontale…) et le sens de la force.
- Calcule la longueur de la flèche avec l'échelle : valeur de la force ÷ nombre de newtons par cm.
- Trace la flèche depuis le point d'application et nomme-la, par exemple F_Terre/livre.
Pièges à éviter
- Les forces F_A/B et F_B/A ne se compensent pas : elles s'exercent sur deux objets différents.
- Ne confonds pas direction et sens : la direction est la droite (verticale, horizontale), le sens est le côté vers lequel pointe la flèche.
- La longueur de la flèche n'est pas la valeur : avec 1 cm pour 2 N, une flèche de 3 cm représente 6 N, pas 3 N.
Vocabulaire
- Action mécanique
- Action d'un objet sur un autre, qui peut le mettre en mouvement ou le déformer.
- Interaction
- Actions réciproques entre deux objets : A agit sur B et B agit sur A.
- Force
- Modèle d'une action mécanique, représenté par un segment fléché.
- Newton (N)
- Unité de la valeur d'une force.
- Dynamomètre
- Appareil qui mesure la valeur d'une force.
- Diagramme objets-interactions
- Schéma qui relie les objets qui interagissent.
Teste-toi
3 questions pour vérifier, corrigées tout de suite.
Flashcards
Essaie de répondre avant d'ouvrir la carte.
Qu'est-ce qu'une action mécanique ?
Une action exercée par un objet (acteur) sur un autre (receveur), capable de le mettre en mouvement, de modifier son mouvement ou de le déformer.
Quelle différence entre une action de contact et une action à distance ?
De contact : les objets se touchent (main qui pousse). À distance : sans contact (attraction de la Terre, aimant).
Que signifie « une interaction est réciproque » ?
Si A agit sur B, alors B agit aussi sur A : par exemple, la Terre attire la Lune et la Lune attire la Terre.
La suite dans Réviz
4 autres questions, 5 autres flashcards, la carte mentale du chapitre, et ce qui coince qui revient au bon moment jusqu'au contrôle.
Ce que le programme attend
- Identifier une action mécanique et l'objet qui l'exerce (acteur) et qui la subit (receveur)
- Distinguer actions de contact et actions à distance
- Modéliser une action mécanique par une force : point d'application, direction, sens, valeur
- Représenter une force par un segment fléché (vecteur) avec une échelle
- Connaître le newton et utiliser un dynamomètre
- Comprendre qu'une interaction est réciproque
- Réaliser un diagramme objets-interactions
Référence : Programme du cycle 4 de physique-chimie (BO spécial n°11 du 26/11/2015, ajusté BO n°31 du 30/07/2020). Une erreur dans cette fiche ? Signale-la, elle sera corrigée.