CLASSIFICATION DES FORCES
L’allongement Δl = l − l 0 est une grandeur algébrique :
• elle est positive si le ressort est étiré : Δl =
l − l 0 > 0 ;
• elle est négative si le ressort est comprimé :
Δl = l − l 0 < 0.
La force s’oppose à la déformation du ressort
par rapport à sa forme au repos (c’est-à-dire
sans déformation) : c’est une force de rappel.
M
− →
u ext
l 0
M
l > l 0
− →
F
M
l < l 0
− →
F
Figure 15.5 – Tension d’un
ressort.
La force de rappel élastique vaut :
−
→
F = −kΔl − →
u ext
où :
• − →
u ext est un vecteur unitaire parallèle au ressort, orienté vers l’extérieur du ressort,
• Δl = l − l 0 est l’allongement du ressort en notant respectivement l et l 0 la longueur
du ressort et sa longueur à vide,
• k est une constante de proportionnalité caractéristique du ressort utilisé et appelée
raideur du ressort, exprimée en N·m −1 dans les unités du système international.
d) Action exercée par un support solide
Cette force s’applique au point matériel M de masse m en contact avec le milieu extérieur par
un contact solide. Le point M peut être posé sur un support ou enfilé sur une tige.
− →
R N
− →
f − →
P = m − → g
− →
R T
− →
R
− →
R N
− →
f
− → v
− →
P = m − → g
− →
R T
− →
R
Figure 15.6 – À gauche, la force
− →
f est insuffisante pour mettre le solide en
mouvement sur son support horizontal. Elle est compensée par les frottements solides
− →
R T . À droite, la force de poussée
− →
f est plus grande et on a dépassé le seuil
d’adhérence. Le solide glisse sur son support.
Exemple introductif On étudie un solide posé sur un plan horizontal que l’on pousse avec
une force
− →
f (figure 15.6). Lorsque la poussée est faible le solide ne se met pas en mouvement : la force de frottement solide l’empêche de se déplacer. Si l’on pousse plus fort, la
force de frottement solide s’adapte et empêche le mouvement. Lorsque l’on pousse encore
plus fort, on arrive à une force seuil au delà de laquelle le solide se met à glisser. On parle de
seuil d’adhérence. Au delà de ce seuil, la force de frottement solide est constante et le solide
glisse.
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L’allongement Δl = l − l 0 est une grandeur algébrique :
• elle est positive si le ressort est étiré : Δl =
l − l 0 > 0 ;
• elle est négative si le ressort est comprimé :
Δl = l − l 0 < 0.
La force s’oppose à la déformation du ressort
par rapport à sa forme au repos (c’est-à-dire
sans déformation) : c’est une force de rappel.
M
− →
u ext
l 0
M
l > l 0
− →
F
M
l < l 0
− →
F
Figure 15.5 – Tension d’un
ressort.
La force de rappel élastique vaut :
−
→
F = −kΔl − →
u ext
où :
• − →
u ext est un vecteur unitaire parallèle au ressort, orienté vers l’extérieur du ressort,
• Δl = l − l 0 est l’allongement du ressort en notant respectivement l et l 0 la longueur
du ressort et sa longueur à vide,
• k est une constante de proportionnalité caractéristique du ressort utilisé et appelée
raideur du ressort, exprimée en N·m −1 dans les unités du système international.
d) Action exercée par un support solide
Cette force s’applique au point matériel M de masse m en contact avec le milieu extérieur par
un contact solide. Le point M peut être posé sur un support ou enfilé sur une tige.
− →
R N
− →
f − →
P = m − → g
− →
R T
− →
R
− →
R N
− →
f
− → v
− →
P = m − → g
− →
R T
− →
R
Figure 15.6 – À gauche, la force
− →
f est insuffisante pour mettre le solide en
mouvement sur son support horizontal. Elle est compensée par les frottements solides
− →
R T . À droite, la force de poussée
− →
f est plus grande et on a dépassé le seuil
d’adhérence. Le solide glisse sur son support.
Exemple introductif On étudie un solide posé sur un plan horizontal que l’on pousse avec
une force
− →
f (figure 15.6). Lorsque la poussée est faible le solide ne se met pas en mouvement : la force de frottement solide l’empêche de se déplacer. Si l’on pousse plus fort, la
force de frottement solide s’adapte et empêche le mouvement. Lorsque l’on pousse encore
plus fort, on arrive à une force seuil au delà de laquelle le solide se met à glisser. On parle de
seuil d’adhérence. Au delà de ce seuil, la force de frottement solide est constante et le solide
glisse.
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