Chapitre 5 – Principes de la dynamique newtonienne
2.2 Définition de la notion de force
Un système peut être mis en mouvement ou, s’il est déjà animé d’un mouvement,
ce dernier peut être modifié. Dans ce cas, il convient de rechercher les causes de la
« modification » de l’état ou de la trajectoire d’un système. Cela conduit à définir la
notion de forces :
On appelle force la grandeur vectorielle décrivant l’interaction capable de modifier
et/ou de produire un mouvement ou une déformation du système.
La force est décrite par un vecteur ; le caractère vectoriel de la force apparaît dans des
expériences simples. Par exemple, lorsqu’on tire sur un ressort, on constate que ce
dernier se déplace le long d’une direction et dans un sens qui sont ceux de l’effort
ou de la force qu’on exerce sur lui. Son allongement est d’autant plus grand que
la force est importante. Trois paramètres : direction, sens et intensité interviennent
pour déterminer l’action exercée sur le ressort. Un vecteur défini par ces trois mêmes
paramètres décrit la force. Il faudra donc donner la direction, le sens et la norme d’une
force pour la connaître parfaitement.
On distingue deux grandes catégories de forces :
• les forces à distance,
• les forces de contact.
On va donc aborder successivement ces deux types d’interactions.
2.3 Forces à distance
Actuellement on considère quatre types d’interaction à distance entre particules.
a) Interaction électromagnétique
Il s’agit de l’interaction entre particules chargées électriquement.
Cette interaction est décrite dans le cadre des équations de Maxwell qui sont à la base
de tout l’électromagnétisme. On ne va pas s’intéresser ici à ces équations qui seront
étudiées dans le cours de seconde année. La détermination des champs électriques
et magnétiques dans le cas de distributions de charges et de courants permanents sera
vue dans la partie consacrée à l’électromagnétisme statique du programme de première
année.
Ce qui importe ici est l’influence mécanique d’un champ électrique et d’un champ
magnétique sur une particule de charge q sans tenir compte de l’origine des champs.
Dans un référentiel R, la force subie par une particule de charge q et de vitesse − → v /R
soumise à un champ électrique
− →
E et à un champ magnétique
− →
B est décrite par la
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2.2 Définition de la notion de force
Un système peut être mis en mouvement ou, s’il est déjà animé d’un mouvement,
ce dernier peut être modifié. Dans ce cas, il convient de rechercher les causes de la
« modification » de l’état ou de la trajectoire d’un système. Cela conduit à définir la
notion de forces :
On appelle force la grandeur vectorielle décrivant l’interaction capable de modifier
et/ou de produire un mouvement ou une déformation du système.
La force est décrite par un vecteur ; le caractère vectoriel de la force apparaît dans des
expériences simples. Par exemple, lorsqu’on tire sur un ressort, on constate que ce
dernier se déplace le long d’une direction et dans un sens qui sont ceux de l’effort
ou de la force qu’on exerce sur lui. Son allongement est d’autant plus grand que
la force est importante. Trois paramètres : direction, sens et intensité interviennent
pour déterminer l’action exercée sur le ressort. Un vecteur défini par ces trois mêmes
paramètres décrit la force. Il faudra donc donner la direction, le sens et la norme d’une
force pour la connaître parfaitement.
On distingue deux grandes catégories de forces :
• les forces à distance,
• les forces de contact.
On va donc aborder successivement ces deux types d’interactions.
2.3 Forces à distance
Actuellement on considère quatre types d’interaction à distance entre particules.
a) Interaction électromagnétique
Il s’agit de l’interaction entre particules chargées électriquement.
Cette interaction est décrite dans le cadre des équations de Maxwell qui sont à la base
de tout l’électromagnétisme. On ne va pas s’intéresser ici à ces équations qui seront
étudiées dans le cours de seconde année. La détermination des champs électriques
et magnétiques dans le cas de distributions de charges et de courants permanents sera
vue dans la partie consacrée à l’électromagnétisme statique du programme de première
année.
Ce qui importe ici est l’influence mécanique d’un champ électrique et d’un champ
magnétique sur une particule de charge q sans tenir compte de l’origine des champs.
Dans un référentiel R, la force subie par une particule de charge q et de vitesse − → v /R
soumise à un champ électrique
− →
E et à un champ magnétique
− →
B est décrite par la
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