Objectifs d'apprentissage
Connaître les fonctions types suivantes :
- La force gravitationnelle (définition, effets, exemple et condition)
- La force nucléaire (définition, effets, exemple et condition)
- La force électromagnétique (définition, effets, exemple et condition)
- La force normale (définition, effets, exemple et condition)
Être capable de :
- Définir une force.
- Définir les effets produits par une force.
- Reconnaitre différents types de force dans des objets techniques ou des systèmes technologiques.
- Décrire les conditions dans lesquelles un corps soumis à deux forces peut être en équilibre.
Connaissances à construire
Introduction aux forces :
La force musculaire, la force d'attraction entre deux personnes, "sont-elles" des force fondamentales ? Dans notre vie courante, oui mais pour la sciences non !
Définition de force: Une force désigne, l'interaction entre deux objets ou systèmes, une action mécanique capable d'imposer une accélération induisant la modification du vecteur vitesse (une force exercée sur l'objet fait aller celui-ci plus vite, moins vite ou le fait tourner). La base sensorielle de la notion est donnée par la sensation de contraction musculaire.
Les principales forces
Les 4 forces fondamentales
Quatre interactions élémentaires sont responsables de tous les phénomènes physiques observés dans l'Univers, chacune se manifestant par une force dite force fondamentale. Ce sont l'interaction nucléaire forte, l'interaction électromagnétique, l'interaction nucléaire faible et la gravitation.
Source: YoutubeLa force gravitationnelle
Découverte au XVII siècle par Isaac Newton, cette force attractive agit sur toutes masses. La plus faible des quatre forces de la nature, mais aussi celle qui a la plus grande portée, elle agit sur l'ensemble de l'univers. L'intensité ce cette force dépend de la masse de l'objet.
La force nucléaire forte et faible
La force nucléaire est une force qui s'exerce entre nucléons mais dont on ne connaît pas les lois et leurs constantes fondamentales au contraire des lois de Coulomb et de Newton. Elle est responsable de la liaison des protons et des neutrons dans les noyaux atomiques.
Source: YoutubeLa force électromagnétique
L'interaction électromagnétique est également une des quatre interactions fondamentales qui permet de comprendre (avec la mécanique quantique) l'existence, la cohésion et la stabilité des édifices chimiques tels que les atomes ou les molécules, des plus simples aux plus complexes.
Cette force, bien supérieure à la force de gravité, n'agit que sur les particules chargées, soit positivement comme les protons, soit négativement comme les électrons.
Source: YoutubeLa force normale
La force normale est une force perpendiculaire à une surface et elle neutralise une force opposée. Si l'objet est déposé sur une surface plane, la force normale annulera la force gravitationnelle.
Source: YoutubeÉquilibre de deux forces
Voici des petits exemples de la vie courante que vous connaissez surement et où nous pouvons retrouver un équilibre.
- Le tir à la corde (souque à la corde) est une activité qui oppose 2 équipes dans une épreuve de force. Quand la corde ne bouge pas, il y a équilibre entre les deux équipes. Les forces opposées sont donc égales.
- Une balançoire à bascule pour enfant, si les deux enfants sont de même poids, il y aura forcément l'équilibre.
Maintenant à vous de travailler afin de bien maîtriser la théorie. Vous êtes prêt pour la première série d'exercices
- La force _________ est la force exercée par un ________ sur la _________ de contact avec celui-ci.
- La force _________ est la force responsable de la ________ des corps.
- La force _________ est la force que va subir une ________ chargée dans un ________ électromagnétique.
- La force _________ est une force qui s'exerce entre les _________.
- La force _________ est une force qui________ la force _________. Cela signifie que l'objet ne se _________ pas.
- Qu'est-ce qu'une force ?
- Associer les différentes situations de la vie de tous les jours aux différentes forces.
- Associer les différentes situations de la vie de tous les jours aux différents symboles et effets des forces.
- Nommer des conséquences reliées aux représentations des différentes forces.
- Dire si les situations ci-dessous sont en équilibre ? et pourquoi ?
Pour en savoir un peu plus ...
Repères culturels
Clin d'oeil
Il n'y a pas de fumée sans force....
À vous la parole
Dans notre environnement, la matière subit l'action de différentes forces. Pouvez-vous nous donner des exemples pour chacune de ces forces ?