Les Forces – exercices corrigés -3AC
📝Exercice 1 : Définitions essentielles
📚Termes à définir :
Force
Définition : Une force est une action mécanique capable de :
- mettre un corps en mouvement,
- modifier son mouvement (trajectoire ou vitesse),
- le maintenir au repos,
- ou le déformer.
Exemple : La main qui pousse un chariot ; le poids qui attire un objet vers le bas.
Point d’application
Définition : C’est le point précis où s’exerce la force.
Exemple : Pour un fil qui tire une boîte, le point d’application est le point d’attache du fil sur la boîte.
Direction (droite d’action)
Définition : C’est la ligne droite (Δ) selon laquelle la force agit. Elle passe par le point d’application et indique l’orientation de l’action (horizontale, verticale, oblique…).
Exemple : Pour un fil qui soutient un ballon, la droite d’action est confondue avec le fil (direction verticale).
Sens d’une force
Définition : Le sens indique de quel côté la force agit le long de sa direction (vers la droite, vers le haut, etc.).
Exemple : Pour le fil qui tire le ballon, le sens est « du point A vers le haut ».
Intensité d’une force
Définition : C’est la valeur (la grandeur) de la force, notée F, T, P… Elle s’exprime en Newton (N) et se mesure avec un dynamomètre.
Exemple : Le poids d’un corps de masse 100 g est d’environ 1 N. Sur le dynamomètre, on lit directement l’intensité.
Newton (N)
Définition : Le Newton est l’unité internationale de mesure de l’intensité d’une force (symbole : N). Il est nommé en hommage au physicien Isaac Newton.
Exemple : Une force de 5 N est plus intense qu’une force de 2 N. Le dynamomètre est gradué en Newtons.
Dynamomètre
Définition : Appareil de mesure de l’intensité d’une force. Il existe sous différentes formes : à cadran, numérique, tubulaire.
Exemple : En accrochant un objet à un dynamomètre, on lit directement la force (poids) exercée par l’objet.
Vecteur-force
Définition : Représentation graphique d’une force par une flèche. Son origine est le point d’application, sa direction est la droite d’action, son sens est celui de la force, et sa longueur est proportionnelle à l’intensité.
Exemple : Pour représenter une force de 6 N avec une échelle 1 cm → 2 N, on trace un vecteur de 3 cm.
Force de contact
Définition : Force qui s’exerce lorsqu’il y a contact direct entre deux corps. Elle peut être localisée (surface de contact réduite à un point) ou répartie (surface étendue).
Exemple : La main qui pousse un meuble (localisée) ; le poids d’un livre sur une table (répartie).
Force à distance
Définition : Force qui s’exerce sans contact direct entre les corps. Elle est toujours répartie. Exemples : force magnétique, force de pesanteur (poids).
Exemple : L’aimant attire le clou sans le toucher ; la Terre attire la pomme (poids).
❓Exercice 2 : Vrai ou Faux
📝Affirmations à évaluer sur la notion de force :
Le point d’application d’une force de contact localisée est le point de contact entre les deux corps.
VRAI
FAUX
La droite d’action d’une force est toujours horizontale.
VRAI
FAUX
Le sens d’une force indique de quel côté la force agit (vers le haut, vers la droite…).
VRAI
FAUX
L’intensité d’une force se mesure en mètres (m) à l’aide d’une règle.
VRAI
FAUX
L’unité internationale de l’intensité d’une force est le Newton (N).
VRAI
FAUX
On utilise un dynamomètre pour mesurer l’intensité d’une force.
VRAI
FAUX
Pour une force de contact répartie, le point d’application est le centre géométrique du corps.
VRAI
FAUX
Le poids d’un objet est une force à distance exercée par la Terre ; son point d’application est le centre de gravité.
VRAI
FAUX
Dans la représentation d’un vecteur-force, la longueur de la flèche est proportionnelle à l’intensité.
VRAI
FAUX
Le bilan des forces sur un corps consiste à lister toutes les forces (de contact et à distance) qui s’exercent sur lui.
VRAI
FAUX
✏️Exercice 3 : Compléter les phrases à trous
📝Liste des mots disponibles :
acteur
receveur
point d’application
direction
sens
intensité
Newton
dynamomètre
contact
distance
localisée
répartie
poids
centre de gravité
vecteur-force
bilan
Terre
🔤Phrases à compléter :
Une __________ est toujours exercée par un objet (l’__________) sur un autre objet (le __________).
Le __________ est le point précis où s’exerce la force.
La __________ (ou droite d’action) est la ligne selon laquelle la force agit.
Le __________ indique de quel côté la force agit (vers le haut, vers la droite…).
L’__________ d’une force est sa valeur, elle s’exprime en __________ (N).
On mesure l’intensité d’une force avec un appareil appelé __________.
Une force de __________ nécessite un contact, tandis qu’une force à __________ s’exerce sans contact.
Une force de contact __________ a un point d’application ponctuel, alors qu’une force de contact __________ s’exerce sur une surface.
Le __________ est une force à distance exercée par la __________ ; son point d’application est le __________ du corps.
Une force est représentée par un __________. Faire le __________ des forces sur un corps consiste à lister toutes les forces qui s’exercent sur lui.
⚡Exercice : Force appliquée à un ressort
📌Saïd tire un ressort en appliquant une force \(\vec{F}\) au point A. (\(F = 4N\))
1Déterminer les caractéristiques de la force \(\vec{F}\) représentée dans la figure ci-contre.
2Représenter la force \(\vec{F}\). échelle : 2N → 1cm
📊Exercice 5 : Caractéristiques des forces
On considère les schémas suivants :
Schéma (A)
Schéma (B)
Schéma (C)
✏️ Compléter le tableau suivant avec les caractéristiques de chaque force :
| Force | Point d’application | Direction | Sens | Intensité |
|---|---|---|---|---|
| \(\vec{F_1}\) | ……………. | ……………. | ……………. | ……………. |
| \(\vec{F_2}\) | ……………. | ……………. | ……………. | ……………. |
| \(\vec{F_3}\) | ……………. | ……………. | ……………. | ……………. |
⚖️Exercice 6: Appareil de mesure d’une force
📌On considère la figure ci-contre :
Quel est le nom de l’appareil de mesure de l’intensité d’une force ?
Avec quelle unité est-il gradué ?
Quelle est la valeur de l’intensité de la force dans ce cas-là ?
📦Exercice 7 : Force exercée par un fil
Donner les caractéristiques de la force \(\vec{F}\) exercée par le fil sur la boîte,
l’intensité de la force \(\vec{F}\) est : \(F = 4N\).
Représenter la force \(\vec{F}\) en utilisant l’échelle suivante :
1 cm → 2 N
⚖️Exercice 8: Bilan des forces sur une boule
🔹Situation 1
- Donner le bilan des forces qui s’exercent sur la boule,
- Donner les caractéristiques de la force de contact, avec son intensité est 6N,
- Représenter cette force de contact (Échelle 1cm → 2 N)
🔸Situation 2
- Donner le bilan des forces qui s’exercent sur la boule,
- Donner les caractéristiques de la force de contact, avec son intensité est 6N,
- Représenter cette force de contact (Échelle 1cm → 2 N)
⚖️Exercice 9: Solide suspendu à un dynamomètre
Un solide (S) est suspendu à un dynamomètre qui indique la valeur \(10N\).
Déterminer les caractéristiques de la force \(\vec{F}\) exercée par le dynamomètre sur le solide (S).
Le solide (S) subit une autre force \(\vec{F}\) (attention: même nom), donner leurs caractéristiques. (\(F = 10N\))
⚖️Exercice 10 :
Le système à étudier est le corps (A); l’intensité du poids du corps (A) est égale à \( P = 6N \) et l’intensité de la force exercée par le corps (B) est \( F = 6N \).
Donner le bilan des forces qui s’exercent sur le corps (A) ?
Représenter ces forces en choisissant l’échelle 1cm représente 4N.
Les Forces – exercices corrigés -3AC