Types de forces
Une force est une action appliquée à une masse. Cela peut être une poussée ou une traction.
Si on pousse sur une masse avec une certaine force, cette masse accélère. Son accélération dépend de la masse: soumises à une même force, une petite masse aura une plus grande accélération qu'une grosse masse.
Les unités de force sont donc le kilogramme mètre par seconde au carré. Pour simplifier, on appelle ces unités le newton N.
On distingue plusieurs types de force:
- la force normale FN:
C'est la force qui pousse en sens inverse d'une force qu'on applique à une masse, l'empêchant de l'accélérer. Par exemple, si on pousse sur un mur avec une force de 100 N et que le mur n'accélère pas, il existe une force normale qui pousse dans le sens inverse avec une même force 100 N.
Notez qu'on représente une force par une flèche qui va dans la direction de la force.
Par convention, une force qui va de gauche à droite est positive, et une force qui va de droite à gauche est négative.
La force normale est perpendiculaire à la surface sur laquelle une force s'applique. Cela signifie qu'elle n'est pas toujours dans la même direction que la force appliquée à la surface.
- la force due à la gravité Fg:
La gravité est une accélération ressentie par toute masse proche d'une autre masse. Proche de la Terre, toute masse ressent une accélération g de 9,81 m/s2.
Une force étant le produit d'une masse avec une accélération, la force due à la gravité est le produit de la masse avec g.
Note: certains ouvrages de physique appellent la force due à la gravité "poids". Ce n'est pas incorrect, mais comme on confond souvent poids et masse, je préfère utiliser un terme plus descriptif.
Comme toute force, si elle ne résulte pas en une accélération, une force normale apparaît. Par exemple, une masse posée sur le sol produit une force due à la gravité sur le sol, mais le sol pousse avec une force normale égale et inversée. Si les deux forces sont égales et inversées, ont dit que la situation est statique.
On note que la force due à la gravité commence au centre de gravité de la masse (symbolisé par une croix), et va vers le bas. On note aussi que si les forces sont égales, les flèches qui les symbolisent ont la même taille.
Par convention, toute force qui va vers le bas est négative. La force due à la gravité est donc toujours négative.
- la tension T:
La tension dans un câble ou dans une corde est le résultat d'une ou deux forces qui sont appliquées aux extrémités. L'exemple-type est celui d'une masse attachée à une corde: la gravité tire sur la corde, produisant une tension.
La tension est représentée par une flèche qui court le long du câble ou de la corde.
Une tension est ressentie partout dans la corde. Cela signifie que la tension dans une corde est la même en tous points.