Actions

Niveau 1

Qu’est-ce qu’une action mécanique ?

Chaque fois que vous poussez, tirez, frappez ou appuyez sur un objet, vous exercez une action mécanique.
C’est tout simplement l’effet qu’un objet (ou une personne) exerce sur un autre. Cette action peut :

  • modifier son mouvement (le faire accélérer, ralentir, changer de direction),
  • ou le déformer (le plier, l’écraser, l’étirer...).

Par exemple, frapper un ballon le fait bouger : c’est une action qui modifie son mouvement. Écraser une canette en métal, c’est une action qui la déforme.

Deux types d’actions mécaniques

On distingue deux grandes familles d’actions mécaniques :

  • Les actions de contact : les objets doivent être en contact.
    Exemple : pousser une porte, tirer un tiroir, marcher (vos pieds appuient sur le sol).
  • Les actions à distance : les objets ne se touchent pas.
    Exemple : la Terre attire les objets vers elle sans les toucher (pesanteur), un aimant attire un trombone à distance.

Représenter une action mécanique

Pour mieux comprendre les actions, les scientifiques utilisent deux outils :

  1. Les forces : elles représentent une action avec une flèche appelée vecteur.
  2. Les diagrammes d’interactions (DOI) : ils montrent toutes les interactions d’un objet avec son environnement.

Qu’est-ce que la pesanteur ?

La pesanteur, ou poids, est une action à distance exercée par un astre (comme la Terre) sur les objets proches de sa surface. C’est un cas particulier de la gravitation.

Quand vous lâchez un objet, il tombe vers le sol : c’est parce que la Terre l’attire. C’est cette force qu’on appelle le poids.

Comment mesure-t-on le poids ?

Le poids (noté P) se mesure à l’aide d’un dynamomètre et s’exprime en Newtons (N).
Il dépend de deux choses :

  • la masse de l’objet (plus il est lourd, plus il est attiré),
  • l’intensité ou accélération de la pesanteur (g) qui dépend de la planète.

Sur Terre, on prend g ≈ 10 m/s² (plus précisément, 9,81 m/s²).

Formule à connaître

$P= m \times g$

Avec :

  • P : poids (en N),
  • m : masse (en kg),
  • g : accélération de pesanteur (en N/kg).

  Exemple :
Un objet de 2 kg sur Terre.

L'accélération de pesanteur est de g=10m/s²
La formule : P = m x g
  ➝ P = 2 × 10 = 20 N

Le même objet sur la Lune (g ≈ 1,6 N/kg) 
  ➝ P = 2 × 1,6 = 3,2 N

 

 

Une force présente partout dans l’univers

Tous les objets ayant une masse exercent une force d’attraction les uns sur les autres. C’est la gravitation universelle.
Même si on ne la ressent pas entre petits objets, elle est responsable :

  • du poids que l’on ressent sur Terre,
  • du mouvement des planètes autour du Soleil,
  • de la chute des objets vers le sol.

Gravitation ≠ Pesanteur

  • Gravitation : force d’attraction entre deux masses, peu importe leur taille ou leur position.
  • Pesanteur : effet de la gravitation d’un astre sur les objets proches de sa surface.

   La pesanteur est donc un cas particulier de la gravitation.

Ce qui influence la gravitation

L’intensité de la gravitation dépend :

  • de la masse des objets (plus ils sont massifs, plus l’attraction est forte),
  • de la distance qui les sépare (plus ils sont éloignés, moins ils s’attirent).

C'est la loi universelle de la gravitation (développée par Isaac Newton) qui permet de calculer cette force de gravitation :

$$F=G\frac{m_1 \times m_2}{d^2}$$

m₁ m₂ d
Masses
Distance
← Glisse les sphères →
Calcul de F
F = G × m₁ × m₂ / d²
m₁ = — 
m₂ = — 
d = — 
— N