Les Actions Mécaniques
1. Qu'est-ce qu'une action mécanique ?
En physique, on dit qu'un corps (l'acteur) exerce une action mécanique sur un autre corps (le receveur) si cette action est capable de produire l'un des effets suivants :
- Effet dynamique : Mettre le corps en mouvement ou modifier son mouvement (vitesse ou trajectoire).
- Effet statique : Déformer le corps ou le maintenir en équilibre.
On divise généralement les actions mécaniques en deux grandes familles :
- Actions de contact : Nécessitent un contact direct (ex: pousser une porte, tension d'un fil). Elles peuvent être localisées (sur un point) ou réparties (sur une surface, comme le vent dans une voile).
- Actions à distance : Sans contact physique (ex: force magnétique, force gravitationnelle). Elles sont toujours réparties sur tout le volume du corps.
2. Modélisation : La notion de Force
Pour étudier une action mécanique de manière mathématique, on la modélise par un outil mathématique appelé Force, représenté par un vecteur noté $\vec{F}$.
Toute force $\vec{F}$ est caractérisée par 4 éléments fondamentaux :
- Point d'application : Le point où la force s'exerce (point de contact ou centre de gravité $G$ pour une force à distance).
- Direction (droite d'action) : La droite suivant laquelle la force agit (ex: verticale, horizontale, oblique).
- Sens : L'orientation sur la droite d'action (ex: vers le haut, vers la droite, vers le centre de la Terre).
- Intensité : La "puissance" de la force. Elle se note sans flèche ($F$), s'exprime en Newton ($N$) et se mesure avec un dynamomètre.
3. La méthode : Faire le bilan des forces
Dans chaque exercice de mécanique, la première étape indispensable est de faire le bilan des forces appliquées. Voici la méthode infaillible :
Étape 1 : Définir le système étudié.
$$\text{Système} = \{ \text{L'objet dont on étudie le mouvement ou l'équilibre} \}$$Étape 2 : Recenser les forces à distance (généralement le poids $\vec{P}$).
Étape 3 : Recenser les forces de contact (fil $\vec{T}$, support $\vec{R}$, ressort $\vec{F}$, etc.).
Pour ne rater aucune force de contact, fais mentalement le tour de la "frontière" de ton système. Partout où un autre objet touche ton système, il y a une force de contact !