Les forces

 

Exercice 1

Mots croises

Partie de la physique qui a pour objet l'étude du mouvement  et de l'équilibre des corps MECANIQUE
 
Cause capable de déformer un corps, de produire ou de modifier le mouvement d'un corps FORCE

Action réciproque entre deux ou plusieurs objets INTERACTION

Action mécanique pouvant provoquer ou modifier le mouvement EFFET DYNAMIQUE

Action mécanique pouvant déformer ou maintenir un corps en équilibre EFFET STATIQUE

État de repos, position stable d'un corps    EQUILIBRE

Changement de position dans l'espace  MOUVEMEMENT

Force d'attraction que la Terre sur un corps       POIDS

Force exercée par un fil ou par un ressort sur un solide accroché à l'une de ses extrémités TENSION

Force exercée par un solide sur un corps en contact avec lui. REACTION

Caractéristique d'une force qui précise le mouvement SENS
 
Droite de l'action qu'elle modélise     DIRECTION

Grandeur physique mesurable     INTENSITE

Endroit où s'exerce la force POINT D APPLICATION

Se dit d'une force qui s'applique sur toute une surface REPARTIE

Relative à une force qui s'applique en un point précis LOCALISEE

Action mécanique qui agit entre les objets en contact FORCE DE CONTACT

Action mécanique qui agit entre les objets sans contact  FORCE A DISTANCE

Caractère de ce qui a un poids  PESANTEUR

Unité de la force  NEWTON

Quantité de matière d'un corps   MASSE

Unité de la masse  KILOGRAMME

Exercice 2

1 Complète les phrases par les mots qui conviennent :

1.2. Une action mécanique permet de $\dots \dots \dots$ un mouvement ou de $\dots \dots \dots$ un objet.

1.3. L'unité de masse est le $\dots \dots \dots$, l'unité des forces est le $\dots \dots \dots$

1.4. Les caractéristiques d'une force sont :  $\dots \dots \dots \dots$ et $\dots \dots \dots \dots$ et $\dots \dots \dots$ et $\dots \dots \dots \dots$

1.5. Lorsqu'un corps est soumis à $\dots \dots \dots \dots$ forces, ce corps est en équilibre si les deux forces ont : la même $\dots \dots \dots \dots$ et la même $\dots \dots \dots \dots$ Par contre leur $\dots \dots \dots \dots$ est opposé.

1.6. On appelle la force à distance appliquée par la $\dots \dots \dots \dots$ sur un corps par le poids du corps, son symbole est $\dots \dots \dots \dots$ la ligne $\dots \dots \dots$ de cette force est $\dots \dots \dots \dots$, son sens du $\dots \dots \dots \dots$ vers $\dots \dots \dots \dots$ son $\dots \dots \dots$ est mesurée par $\dots \dots \dots$ et son $\dots \dots \dots$ est le centre de gravité du corps.

2. Complète les phrases : receveur/ statique/ l'effet dynamique/ contact / distance

2.1. Les effets d'une action mécanique d'un donneur (acteur) sur un $\dots \dots \dots$ peuvent être : $\dots \dots \dots$

1 $\dots \dots \dots$ ou dynamique

2.2. Une action mécanique se définie à partir de ses effets :

$\dots \dots \dots \dots$ : mettre un corps en mouvement ou de modifier le mouvement du corps

L'effet $\dots \dots \dots \dots$ mettre un corps au repos ou le déformer

2.3. Les deux types d'action mécaniques : actions mécaniques de $\dots \dots \dots \dots$ et actions mécaniques à $\dots \dots \dots \dots \dots$

Exercice 4

1. Choisis la bonne réponse

1.1. La direction du poids d'un corps est : vers le bas / verticale / vers le haut.

1.2. Le sens du poids d'un corps est : vertical / de haut en bas / vers le haut.

1.3. Le centre de gravité d'un objet : est bien déterminé sur l'objet / dépend du point de suspension / dépend de la position de l'objet.

2. Choisis l'expression convenable 2.1. Une droite définit un sens / une direction

.2. Sur une droite il y'a deux sens / une direction

2.3. Une flèche indique un sens / une direction

2.4. Exercer une force dirigée / orientée vers le bas

2.5. Le mot vertical désigne un sens / une direction

Exercice 5

Complète à l'aide de la liste de mots le texte suivant : exercent, mouvement, clous, de contact, action, force, vapeur, distance, magnétique

L'eau exerce une $\dots \dots$ sur la roue du moulin.

C'est une action.

Les gaz aussi $\dots \dots$ des actions.

La soupape de l'autocuiseur est mise en $\dots \dots$ par le $\dots \dots$ d'eau qui s'échappe.

Un aimant attire les $\dots \dots$ ; il exerce une action à $\dots \dots$, c'est une action à distance

Le lanceur de poids $\dots \dots$ une action sur le poids.

Elle est notée $\dots \dots$

C'est une action de ….qui met $\dots \dots \dots$ le poids.

Comme il y a $\dots \dots$, le poids exerce une $\dots \dots$ sur $\dots \dots$ notée $\dots \dots \dots$

Exercice 6

Complète le texte suivant

1. Les forces permettent de mettre en $\dots \dots$ un corps, d'en $\dots \dots \dots$ le mouvement, de $\dots \dots \dots$ le corps ou de le maintenir en $\dots \dots$

2. Comme le poids, une force est caractérisée par :

2.1. Une  $\dots \dots \dots$ suivant laquelle elle agit, appelée aussi pour cela $\dots \dots \dots$ d'action,

2.2. Un $\dots \dots \dots$ qui est celui du mouvement qu'elle tend à produire,

2.3. Une $\dots \dots \dots$ mesurable par un $\dots \dots \dots$ et exprimée en $\dots \dots \dots$

2.4. Un $\dots \dots \dots$ auquel elle s'applique, désigné par l'expression

3.  Décrire les forces

Un corps soumis à deux forces est en équilibre.

Dis ce que tu peux affirmer

3.1. De leur droite d'action,

3.2. De leur sens,

3.3. De leur intensité.

4. Une force $\dots \dots$ est une force qui a pour effet de provoquer un mouvement.

Les forces résistantes $\dots \dots \dots$ au mouvement

Exercice 7

1. Cite quelques exemples d'action mécanique provoquant :

1.1. La mise en mouvement d'un objet :

1.1. La déformation d'un objet

2. Dans les exemples suivant, indique qui exerce l'action et qui la subit

2.1. L'haltérophile soulève les haltères.

2.2. Les petits bouts de papiers sont attirés par la règle en $PVC$, préalablement frottée avec un chiffon de la laine.

2.3. En tombant, la pomme est attirée par la Terre.

2.4. Le vent gonfle la voile du bateau

Exercice 8

1. Recopie et choisis la bonne réponse

1.1. Un objet tombe lorsqu'on le lâche.

C'est une action à distance / de contact exercée par la terre sur l'objet.

1.2. Le vent exerce une action à distance / de contact sur la voile du bateau.

C'est une action localisée / répartie.

1.3. La pression du gaz exerce une action de contact / à distance sur le bouchon de la bouteille de champagne.

1.4. L'aimant exerce une action de contact / à distance sur le clou.

2. Réponds par des phrases aux questions suivantes :

2.1. Quelle est l'unité de force et quel est son symbole ?

2.2. Quel est le nom de l'appareil servant à mesurer l'intensité de la force

Exercice 9

1. Réponds par des phrases aux questions suivantes :

1.1. Quelle est la définition du poids d'un objet ?

1.2. En quelle unité se mesure le poids d'un objet ?

1.3. Quel est l'appareil de mesure du poids d'un objet ?

2. la relation qui existe entre le poids et la masse d'un objet est $P=mg$

2.1. En quelles unités doivent être exprimés $P$ et $m$ ?

2.2. Que désigne $g$ ? En quelle unité doit-on l'exprimer ?

Exercice 10

1. Choisis la bonne réponse

1.1. La direction du poids est horizontale / verticale.

1.2. Le sens du poids est orienté vers le haut / vers le bas.

1.3. Le poids d'un corps se mesure avec une balance / un dynamomètre.

1.4. La masse d'un objet dépend / ne dépend pas du lieu.

1.5. Le poids d'un objet dépend / ne dépend pas de sa masse

1.6. Sur la Lune, la masse d'un objet est identique / différente de sa masse sur Terre.

1.7. Sur la Terre, le poids d'un objet est identique / différent de son poids sur la Lune

2. Recopie et complète les phrases suivantes :

Si un objet soumis à deux forces en équilibre, alors les deux forces ont même $\dots \dots \dots$ même $\dots \dots \dots$, mais des sens $\dots \dots \dots$

Les deux forces sont représentées par des segments flèches de même $\dots \dots \dots$ de même $\dots \dots \dots$, mais de $\dots \dots \dots$ opposés.

Exercice 11

$\begin{array}{|ccccc|}\hline \text{Exemple d’action }& \text{Contact }& A\text{distance }& \text{Répartie }& \text{Localisé e}\\ \text{Aimant sur un clou en fer }& & & & \\ \text{Marteau sur un clou }& & & & \\ \text{Air sur la voile d’une planche }& & & & \\ \text{Terre sur la Lune }& & & & \\ \hline\end{array}$

Exercice12

Place les mots suivants dans la bonne place : de contacte, localisée, mécanique action, à distance répartie,

Une exerce qu'il dit on système autre un sur directement agit système Lorsqu'un $\dots \dots \dots \dots$

$-$Action $\dots \dots \dots$ est une action qui ne peut s'exercer sans contact entre l'auteur et le receveur de l'action.

$-$Action $\dots \dots \dots$ est une action qui s'exerce sans contact entre l'auteur et le receveur de l'action.

$-$ $\dots \dots \dots \dots$ elle s'exerce sur une partie du receveur suffisamment réduite pour être assimilée à un point.

$-$ $\dots \dots \dots \dots \dots$ s'exerce sur une zone trop grande pour être assimilée à un point.

Exercice 13

1. Indique si les actions mécaniques suivantes sont des actions de contact ou des actions à distance :

$-$action du marteau sur le clou : $\dots \dots \dots \dots$

$-$action du pied sur le ball $\dots \dots \dots \dots \dots$

$-$action de l'aimant sur la bille de fer : $\dots \dots \dots \dots \dots$

$-$action du vent sur le cerf-volant : $\dots \dots \dots \dots \dots$

2. Complète  par ce qui convient de la liste suivante : sens, intensité, direction, deux.

Lorsqu'un objet est soumis à l'action de $\dots \dots \dots \dots$ forces, cet objet est en équilibre si les deux forces ont :

la même $\dots \dots \dots$ et la même $\dots \dots \dots$ et des $\dots \dots \dots$ opposés.

Exercice 14

Choisir la ou les bonne $(s)$ réponse $(s)$

1. Sur la terre, quelle est la direction du vecteur modélisant l'action mécanique créée par le poids d'un  solide ?

a. horizontale                                                                      

b. verticale

2. Une action mécanique est une cause dont  la conséquence est de :

a. créer ou modifier un mouvement

b. maintenir un solide au repos ou le mettre en mouvement, ou déformer un corps

c. mettre en mouvement une ou plusieurs liaisons cinématiques dans un mécanisme

d. produire une puissance mécanique

Exercice 15

Préciser en justifiant les cas où le corps est en équilibre.

Exercice 16

On considère un solide $(S)$ suspendu à  un support à travers un ressort.

1. Répond par vrai ou faux.

1.1.  Le solide $(S)$ exerce une action  à distance sur le support.

1.2.  Le solide $(S)$ exerce une action de contact répartie sur le ressort.

1.3. Le ressort exerce une action  de contact localisée sur le support.

1.4. L'action du ressort sur le solide $(S)$ a un effet dynamique.

2. Donne le bilan des actions mécaniques exercées sur le corps étudié : solide $(S)$

3. Donne le bilan des actions mécaniques exercées sur le système étudié : {solide $(S)$ + ressort}.

4. Précise les actions internes et les actions externes

Exercice 17

On considère le schéma ci-contre où la balle est en équilibre.

1. Donne le bilan des forces exercées  sur la balle.

2- Détermine les caractéristiques de la  force $\overrightarrow{F}$ sachant qu'elle a été représentée  par l'échelle :

2 $N\overrightarrow{P}1cm$

3. Déduis en justifiant l'intensité de  la force $\overrightarrow{R}$ exercée par la terre sur la balle.

4. Représente la force  $\overrightarrow{P}$ en utilisant la même  échelle : $2N\leftrightarrow 1cm$

Exercice 18

On considère le schéma ci-contre où le corps $(C)$ est en équilibre sur  un bureau.

1. Que représente la force $\overrightarrow{P}\cdot R$

2. Détermine son intensité sachant qu'elle a été   représentée par l'échelle : $10N\leftrightarrow 1cm$

3. Détermine les caractéristiques de la force $\overrightarrow{R}$  exercée par le bureau sur le corps $(C)$

4. Représenter la force $\overrightarrow{R}$
en utilisant la même échelle : $10N\leftrightarrow 1cm.$

Exercice 19

Deux corps $C_1$ et $C_2$, de poids $97.8N$ chacun lorsqu'ils sont respectivement situes  au pôle sud, et à l'équateur.

1. Détermine la valeur de la masse $m_1$ de $C_1$ sachant que la valeur de la pesanteur à l'équateur est $9.78k{g}^{-1}$

2. Détermine la valeur de la pesanteur terrestre au pôle sud si, en ce lieu, la valeur du poids de $C_1$ est $98.3N$

3. Déduis la masse de $C_2$

Exercice 21

On considère un corps $(S)$ au repos à l'extrémité d'un  dynamomètre.

1. Donne le bilan des forces exercées sur le corps $(S)$

2. Donne les caractéristiques de ces forces.

3. Représente les en utilisant l'échelle : $0.85N⟷1cm$

Exercice 22

Lors d'une activité expérimentale un élevé a noté les valeurs suivantes :
$$\begin{array}{|ccccc|}\hline m(g)& 200& 500& 800& 1000\\ m(kg)& & & & \\ P(N)& 2& 5& 8& 10\\ \hline\end{array}$$

1. Comment a-t-il mesuré la masse $m$ ? L'intensité de poids $P$ ?

2. Complète le tableau

3. Représente sur un graphique l'évolution du poids $P$ en fonction de la masse $m$

4. Déduis la valeur de l'intensité de pesanteur $g$

Exercice 23

La figure ci-dessous représente une corps $(S)$ suspendu à un ressort

Avec $1_0=10cm$, $1=15cm$ et $K=40N/kg$

1. Donne le bilan des actions mécanique exercées sur la boule

2. Calcule la tension $T$ du ressort

3. Donne tous les caractéristiques de la tension du ressort

4. Déduis l'intensité du poids du corps $(S)$

Exercice 24

$-$Astronaute sur une planète avec ses bagages

$-$La masse des bagages est $m_b=2000g$

$-$Et $P_1$ de bagages $P_1=7\cdot 4N$ sur cette planète

$\begin{array}{|cccccc|}\hline \text{Planete }& \text{Mercure }& \text{Terre }& \text{Mars }& \text{Jupiter }& \text{Lune }\\ g(N/kg)& 3.6& 10& 3.7& 23.1& 1.6\\ \hline\end{array}$

1. Détermine le nom de planète ou il se trouve l'astronaute ?

2. L'intensité de poids $P$ d'astronaute et ses bagages dans la terre est $P_2=720N$

Calcule la masse d'astronaute +ses bagages dans la terre

3. Détermine la masse d'astronaute ma

Exercice 25                                                                                                                                      

Un dynamomètre comportant un ressort de raideur $k=150N/,m$ est accroché verticalement à une extrémité fixe d'une potence, initialement le ressort n'est ni allongé, ni étiré.

Un corps de masse $m=450g$ est accroché à l'extrémité libre du ressort.

1. Fais un schéma représentant le corps en équilibre et les forces qui sont appliquée

2. Calcule l'allongement $(x)$ subi par le ressort dans ces conditions.

Donnée : $g=9.8\text{b},N/kg$

Exercice 26

Soient deux forces $F_1$ et $F_2$ d'intensité $F_1=4N$ et $F_2=12N$1.

Représente et en l'intensité de la résultante $F=F_1+F_2$ des deux forces et dans les cas suivants :

Échelle : $1cm$ pour $2N$

1.1 $F_1$ et $F_2$ ont même direction et même sens

1.2 $F_1$ et $F_2$ ont même direction et mais de sens opposés

1.3 $F_1$ et $F_2$ orthogonaux

2. Détermine par calcul l'intensité la résultante $I=F_1+F_2$ des deux forces $F_1$ et $F_2$ dans les mêmes cas