Une force est une action capable de mettre un corps en mouvement, de modifier son mouvement ou de le déformer.
L’unité de mesure de la force est le newton |\text{(N)}.| Une force de |1\ \text{N}| permet de donner une accélération de |1\ \text{m/s}^2| à un objet de |1\ \text{kg}.|
Graphiquement, une force peut être représentée dans un schéma par une flèche vide.
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Le point d’application, soit l’endroit où la force est appliquée, est indiqué par l’origine de la flèche.
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L’orientation de la force est indiquée par l’inclinaison et la pointe de la flèche.
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L’intensité, ou la grandeur, de la force appliquée est indiquée par la longueur du trait de la flèche et/ou sa valeur en newtons. À cette fin, le schéma peut comprendre une échelle (ex. : 1 cm : 1 N).
Un coup de marteau applique une force d’environ 1 000 N vers le bas sur la tête du clou.
Schématiser des forces permet de mieux comprendre le fonctionnement d’un objet technique ou d’un système technologique. En effet, certaines forces sont illustrées dans un schéma de principe.
Le tableau suivant présente les principaux types de force.
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Type de force |
Exemple |
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La force gravitationnelle (Fg) Une force d’attraction qui s’exerce mutuellement entre deux corps. |
Sous l’effet de la force gravitationnelle de la Terre, tous les objets sont attirés vers le sol.  |
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La force motrice (Fm) Une force appliquée sur un objet dans le but de provoquer ou de modifier son mouvement. |
La force motrice appliquée le long de la corde provoque le déplacement du traineau. |
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La force efficace (Feff) La composante de la force motrice, qui est parallèle au déplacement de l’objet. |
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Une force qui s’oppose au mouvement d’un objet lorsqu’il est en contact avec une surface. |
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La force équilibrante (Féq) Une force qui annule l’effet des autres forces appliquées sur un objet. |
Pour annuler l’effet des deux forces appliquées par les enfants, l’adulte doit appliquer une force équilibrante de 300 N en sens inverse. |
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Une force d’attraction ou de répulsion qui s’exerce entre deux objets chargés électriquement ou deux charges. |
La surface d’un ballon se charge négativement lorsqu’il est frotté sur des cheveux. La différence de charge entre le ballon et les cheveux génère une force d’attraction électrique. |
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Une force d’attraction ou de répulsion qui s’exerce entre deux aimants ou entre un aimant et une substance ferromagnétique. |
Une force d’attraction magnétique s’applique entre le pôle nord d’une boussole et le pôle sud d’un aimant. |
La force gravitationnelle |(F_g)| est une force d’attraction qui s’exerce mutuellement entre deux corps.
Un dynamomètre permet de mesurer la force gravitationnelle exercée par la Terre sur un objet. La grandeur de cette force est égale au poids de l’objet.
La force gravitationnelle exercée par la Lune contribue au gonflement des eaux lors des marées.
La force normale (FN) est la force qu’exerce une surface sur un objet pour supporter son poids. Elle est orientée perpendiculairement à la surface et dirigée vers l’objet.
La force motrice est la force appliquée sur un objet pour provoquer ou maintenir son mouvement.
La force efficace (Feff) est la composante de la force motrice qui est parallèle au déplacement de l’objet. Elle permet de calculer le travail (W) effectué sur l’objet.
La force de frottement (Ff) est une force qui s’oppose au mouvement d’un objet lorsqu’il est en contact avec une surface (ex. : le sol) ou un milieu (ex. : l’air).
Son intensité dépend, entre autres, de la nature des surfaces en contact et du poids de l’objet. Autrement dit, plus un objet est lourd et plus les deux surfaces en contact adhèrent, plus la force de frottement sera grande.
La force résultante (FR) est l’effet combiné de toutes les forces qui agissent sur un objet.
La force équilibrante (Féq) est la force qui, une fois appliquée, annule l’effet des autres forces sur le déplacement d’un objet. On dit alors que l’objet est en équilibre.
Autrement dit, la force équilibrante à ajouter à un système en mouvement est de même grandeur que la force résultante, mais de direction opposée. Ainsi, lorsqu’un système est à l’équilibre, la force résultante du système est nulle.
La force électrique est une force d’attraction ou de répulsion qui s’exerce entre deux objets chargés électriquement, selon la loi des charges.
Comme l’indique la loi de Coulomb, elle dépend de la quantité de charges et de la distance qui les sépare.
La zone d’influence des charges électriques d’un objet est appelée champ électrique.
Des forces d’attractions électriques sont appliquées entre les électrons, acquis par frottement, à la surface du ballon et les protons des cheveux.
La force magnétique est une force d’attraction ou de répulsion qui s’exerce entre deux aimants, selon la loi des pôles.
Il peut également s’agir d’une force d’attraction exercée par un aimant ou un électroaimant sur un matériau ferromagnétique, comme le fer, le nickel ou le cobalt.
La zone d’influence d’un objet magnétique est appelée champ magnétique.
Un aimant à ferraille est un électroaimant qui permet de déplacer de la ferraille en appliquant une force d’attraction magnétique.