Force est l'agent dynamique responsable du changement d'état de du repos ou alors mouvement d'un corps. Lorsqu'une force est appliquée à un corps, il peut développer une accélération, comment le Les lois de Newton, ou déformer. Il existe différents types de force dans la nature, comme le forcegravitationnelle,forceélectrique,forcemagnétique,forcenucléairefort et faible,forcede frottement, force de flottabilité etc.
les forces sont quantités vectorielles qui, par conséquent, doivent être définis en fonction de votre module,direction et sens. Le module d'une force fait référence à son intensité; le direction il s'agit des directions dans lesquelles s'exercent les efforts (horizontal et vertical par exemple); chaque direction, à son tour, présente deux sens : positif et négatif, gauche et droite, haut et bas, etc.
Types de force
Selon Système international d'unités, quelle que soit sa nature, la quantité de force est mesurée dans l'unité de
kg.m/s², cependant, nous utilisons généralement la magnitude newton (N) pour désigner une telle unité, en hommage à l'un des plus grands physiciens de tous les temps: Isaac Newton. Les appareils utilisés pour mesurer les forces sont appelés dynamomètres – des ressorts de constantes élastiques connues qui s'étirent lorsqu'une force leur est appliquée.Ne vous arrêtez pas maintenant... Y'a plus après la pub ;)
Dans certains manuels, il est courant de définir deux types de force: forces à distance, également connu sous le nom de forces de terrain, et forces de contact. Dans le groupe des forces à distance, il est d'usage d'inclure la force de poids, la force magnétique, la force d'attraction entre les charges et autres. Dans le groupe des forces de contact, des exemples sont utilisés tels que pousser ou tirer quelque chose, appliquer une traction, des forces de frottement, entre autres.
Malgré la définition proposée, il est nécessaire de préciser qu'il n'y a pas de forces de contact. Toutes les forces de la nature résultent de l'interaction de différents champs, tels que le champ gravitationnel et le champ électromagnétique.
Même lorsque nous touchons quelque chose, il n'y a pas de contact entre notre main et l'objet: à l'échelle microscopique, les atomes ne se touchent pas, puisque, très proches, leurs électrosphères sont déformés, se repoussant grâce à la charge de leurs électrons, qui s'écartent du fait de l'interaction de votre champs électriques et magnétique. Il y a peu de cas dans lesquels les noyaux atomiques se touchent réellement. Ces situations impliquent très hautquantitésdansénergie, que celles obtenues lors d'expériences menées à l'intérieur d'accélérateurs de particules.
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Voyons quels types de forces existent dans la nature. À partir des forces décrites ci-dessous, tous les phénomènes physiques connus surviennent. Découvrez ce qu'ils sont et leurs principales caractéristiques :
- force gravitationnelle: aussi connu sous le nom force poids, est le type de force qui amène deux corps qui ont une masse à s'attirer l'un l'autre. La force du poids est responsable de nous maintenir attachés à la Terre et aussi de l'orbite de toutes les planètes autour du Soleil.
- Force électrique : est responsable d'attirer ou de repousser les charges électriques. Les liaisons chimiques, par exemple, ne se produisent qu'en raison de la différence de charge entre les atomes. La force électrique peut provoquer les électrons présents dans le conducteurs se déplacer dans une direction spécifique, donnant lieu à des courants électriques, qui à leur tour peuvent être utilisés pour alimenter circuits électriques.
- Force magnétique: agit sur les charges en mouvement. Ce type de force amène les aimants à s'attirer ou à se repousser, selon les polarités du champ magnétique. LES force magnétique il fait aussi s'orienter de petites aiguilles aimantées selon la direction du champ magnétique terrestre.
- Force nucléaire forte et faible : sont responsables du maintien de l'intégrité des noyaux des atomes. La force nucléaire forte maintient les protons attirés, même si leurs charges se repoussent. La force nucléaire faible, à son tour, maintient les quarks ensemble, donnant naissance à des protons et des neutrons, par exemple.
Des forces comme traction,friction,pousse,remorqueurs,rebondissements,les forcesélastique et d'autres, généralement décrits comme les forcesmécanique, ce sont en fait des manifestations macroscopiques d'interactions essentiellement électriques.
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Forces et lois de Newton
Le concept de force peut être quelque peu vague s'il n'existe pas d'expressions capables de le définir de manière cohérente. Les lois de Newton sont l'ensemble des lois qui définissent les forces et le comportement.
Selon le 1ère loi de Newton - la loi de inertie, si aucune force n'agit sur un corps, ou si les forces agissant sur un corps s'annulent, ce corps peut être soit au repos, soit dans un mouvement rectiligne et uniforme.
En plus de la première loi de Newton, la principe fondamental de la dynamique, connu comme le 2e loi de Newton, déclare que la force nette sur un corps est égale à la masse de ce corps multipliée par l'accélération produite par la force nette. De plus, l'accélération acquise doit toujours être dans le même sens et avec le même sens que la résultante des forces.
LES Troisième loi de Newton, connu comme le loi d'action et de réaction, indique que les forces apparaissent toujours par paires. Si le corps A exerce une force sur le corps B, le corps B produit sur le corps A une force d'intensité et de direction égales, mais dans la direction opposée. En plus d'indiquer que les forces d'action et de réaction sont de grandeur égale, la troisième loi de Newton stipule également que la paire d'action et de réaction ne peut jamais se produire dans un seul corps.
Découvrez quelques exemples où l'on peut observer la loi d'action et de réaction :
- Quand on marche, on pousse le sol vers l'arrière. Le sol, à son tour, nous pousse vers l'avant.
- Si nous voulons grimper sur une corde, nous devons la tirer vers le bas pour pouvoir être poussé vers le haut.
- Si, une fois immergé, nous poussons le bord d'un bassin, nous sommes repoussés. On n'observe pas ce comportement hors de l'eau à cause de la force de friction qui nous maintient attachés au sol.
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forces fictives
Les forcesfictif ils sont présents dans les référentiels non inertiels. Les lois de Newton sont définies exclusivement pour référentielinertielles, c'est-à-dire des positions au repos ou en mouvement rectiligne, à vitesse constante. Des situations impliquant des rotations, par exemple, induisent l'émergence de forces fictives, qui ne sont pas réellement des forces.
Lorsque nous passons à la vitesse supérieure dans un virage très serré, nous pouvons sentir notre corps s'écraser contre les parois d'une voiture. Un autre exemple est lorsque nous sommes assis dans un avion au décollage, nous pouvons sentir une « force » nous presser contre le siège. Cette force, en fait, est la inertie des corps.
Puisqu'un corps est soumis à une accélération, votre inertiea tendance à résister à cette force, de cette façon, nous ressentons une force fictive dans la direction opposée, qui, en fait, est notre tendance à rester dans l'état de mouvement dans lequel nous sommes. .
Un bon exemple de force fictive est la force centrifuge. Lorsqu'ils sont en mouvement circulaire, les corps ont tendance à s'échapper dans la direction tangente à la courbe, comme lorsque nous faisons tourner une pierre sur une ficelle et la relâcher. Cette forceapparent, qui fait que la pierre tient la corde tendue, est en fait l'inertie de la pierre elle-même se manifestant contre l'application d'une force réelle, appelée force centripète.
La force centripète, dans ce cas, est produite par la traction que la corde fait sur la pierre et c'est donc une force réelle, qui pointe toujours vers le centre de la trajectoire dans laquelle la pierre se déplace. LES force centrifuge ce n'est pas, en effet, une force, mais l'expression de l'inertie du corps accéléré.
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Formules utilisées pour le calcul des forces
Découvrez les formules qui peuvent être utilisées pour calculer différents types de forces :
→ Force poids ou force gravitationnelle
g – constante de gravitation universelle (6.67.10-11 m³kg-1s-2)
r – distance du centre de la Terre (m)
La force gravitationnelle et le poids sont synonymes. Dans les formules ci-dessus, nous exprimons les formules utilisées pour calculer la force gravitationnelle causée par deux masses m et M ainsi que le poids P, qui résulte du champ gravitationnel. g d'une étoile. Ainsi, nous pouvons comprendre que la force gravitationnelle résulte de l'interaction entre les masses et les champs gravitationnels.
→ Force électrique
k0 – constante de vide électrostatique (9.109 N.m²C-2)
ET – champ électrique (N/C)
r – distance entre les charges (m)
La force gravitationnelle peut être calculée de manière très similaire à la force gravitationnelle. De plus, il peut être calculé par rapport au champ électrique.
→ Force magnétique
La force magnétique résulte de l'interaction d'une charge électrique q, avec la vitesse v, en relation avec un champ magnétique B. L'angle dans la formule est mesuré entre la vitesse et le champ magnétique.
→ Force de frottement
- coefficient de frottement
N - Force normale
La force de friction résulte d'attractions moléculaires, telles que les forces induites par les dipôles, également appelées forces de van der Waals.
→ Résistance élastique
k - constante élastique (N/m)
x - déformation (m)
La force élastique survient lorsqu'un corps a tendance à reprendre sa forme d'origine lorsqu'il est soumis à l'application d'une force externe.
→ force de flottabilité
ré – densité (kg/m³)
g – gravité (m/s²)
V – volume immergé (m³)
La force de flottabilité survient lorsqu'un corps est inséré dans un fluide, tel que l'air atmosphérique ou l'eau.
Bien qu'elles soient différentes les unes des autres, toutes les forces illustrées ci-dessus sont dimensionnellement cohérentes, c'est-à-dire qu'elles sont toutes mesurées dans la même unité, le newton.
Par moi Rafael Helerbrock
