Les actions mécaniques
Cours · physique-chimie (Tronc Commun Sciences, Maroc), chapitre 12 · Maroc, Tronc Commun Sciences · le début du chapitre, la suite sur Adloun
Un footballeur qui frappe un ballon, un aimant qui attire un clou, la Terre qui retient la Lune sur son orbite : dans tous ces cas, un corps agit sur un autre. On parle alors d'action mécanique. Pour décrire et prévoir ces actions, le physicien introduit la notion de force, qu'il modélise par un objet mathématique très commode : le vecteur.
12.1 Notion d'action mécanique
On appelle action mécanique toute cause capable de :
- mettre en mouvement un corps au repos (mise en mouvement) ;
- modifier le mouvement d'un corps déjà en mouvement (changement de vitesse ou de direction) ;
- déformer un corps (changement de forme).
- Le pied du joueur met en mouvement le ballon immobile.
- Le frottement des freins modifie le mouvement de la voiture qui ralentit.
- La main déforme un ressort que l'on comprime.
Une action mécanique met toujours en jeu deux corps : le corps qui exerce l'action et le corps qui la subit. Une même action peut produire plusieurs effets à la fois (par exemple déformer et mettre en mouvement).
12.2 Classification des actions mécaniques
On classe les actions mécaniques selon la distance entre les corps et selon la zone où elles s'exercent.
- Une action est dite de contact lorsque les deux corps se touchent (la main qui pousse, le sol qui supporte, le fil qui tire).
- Une action est dite à distance lorsque les deux corps n'ont pas besoin de se toucher (le poids exercé par la Terre, l'attraction d'un aimant, la force électrique).
- Une action est localisée (ou ponctuelle) lorsqu'elle s'exerce en un point unique (un fil accroché à un objet, la pointe d'un clou).
- Une action est répartie lorsqu'elle s'exerce sur toute une surface ou tout un volume (le poids réparti dans tout le volume, la poussée de l'eau sur une coque, l'appui d'un livre posé sur une table).
Une action répartie peut souvent être modélisée par une action localisée unique, appliquée en un point particulier appelé point d'application (par exemple le poids appliqué au centre de gravité ).
12.3 La force : modélisation par un vecteur
Pour étudier quantitativement une action mécanique, on lui associe une grandeur physique : la force. Comme une action possède une direction et un sens, on la représente par un vecteur force, noté .
Une force est entièrement modélisée par un vecteur caractérisé par quatre éléments :
- son point d'application : le point où s'exerce l'action ;
- sa droite d'action (direction) : la droite qui porte le vecteur ;
- son sens : indiqué par la pointe de la flèche ;
- son intensité (ou norme) : exprimée en newtons (), elle se note ou simplement .
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