Chapitre 2 : Exemples d’actions mécaniques

Dans ce chapitre, nous allons étudier comment un objet peut agir sur un autre à travers une action mécanique. Une action mécanique peut modifier le mouvement d’un corps ou provoquer sa déformation. Pour comprendre ces phénomènes, on les modélise à l’aide de forces, caractérisées par une direction, un sens, un point d’application et une intensité.

1. Définition d’une action mécanique

Une action mécanique correspond à l’influence d’un corps sur un autre.
Elle peut :

• - Changer son mouvement (l’accélérer, le ralentir, changer sa direction, le faire tourner),

• - Ou déformer l’objet de manière temporaire ou permanente.

2. Les deux grandes catégories d’actions mécaniques

a) Forces de contact

Elles apparaissent uniquement lorsqu’il y a contact physique entre deux objets.
Exemples :

• - Poussée d’une main,

• - Frottements entre un objet et un sol,

• - Tension dans une corde,

• - Action d’un support sur un objet posé dessus.

b) Forces à distance

Elles s’exercent sans contact direct.
Exemples :

• - Poids d’un objet (gravitation),

• - Forces magnétiques,

• - Forces électriques.

3. Effets des actions mécaniques

a) Modification du mouvement

La force exerce un effet cinématique :

• - Accélération,

• - Ralentissement,

• - Changement de direction,

• - Mise en rotation.

b) Déformation d’un objet

L’action mécanique peut :

• - Déformer un objet élastiquement (déformation temporaire),

• - Ou plastiquement (déformation permanente).

4. Représentation d’une force

Une force est représentée par un vecteur :

• - La flèche indique la direction et le sens,

• - Le point de départ correspond au point d’application,

• - La longueur du vecteur représente l’intensité.

5. Pression et force pressante

Quand une force est appliquée sur une surface, elle exerce une pression donnée par :

$$\mathrm{<font\; color="\#ff0000"><span\; style="background-color:\; rgb(255,\; 255,\; 0);">P</span></font>}<font\; color="\#ff0000"><span\; style="background-color:\; rgb(255,\; 255,\; 0);">=</span></font>\frac{\mathrm{<font\; color="\#ff0000"><span\; style="background-color:\; rgb(255,\; 255,\; 0);">F</span></font>}}{\mathrm{<font\; color="\#ff0000"><span\; style="background-color:\; rgb(255,\; 255,\; 0);">S</span></font>}}$$

Plus la surface est petite, plus la pression est grande.
Exemple : un talon aiguille exerce une forte pression sur le sol.

6. Exemples concrets

Quelques situations illustrent les actions mécaniques :

• - Une main qui pousse un objet,

• - Une porte que l’on ouvre,

• - Un aimant qui attire un clou,

• - Le poids d’un objet posé sur une table,

• - Les frottements qui permettent à un pneu d’avancer.