Concept dans la définition ABC

Evelyn Maitee Marin | Juin 2022
Ingénieur Industriel, MSc en Physique, et EdD

Dans l'univers, tous les corps sont en interaction constante, et par conséquent, il existe une infinité de forces qui sont responsables de de tous les phénomènes physiques et chimiques qui ont existé: la combinaison des éléments est une interaction, et en elle se produisent des forces intermoléculaire. De plus, au niveau macroscopique, il existe des preuves de forces résultant d'interactions, par exemple, pour soulever une mallette, il est nécessaire d'appliquer une force.

Pour que la Lune orbite autour de la Terre, la Terre doit exercer une force sur elle, et pour que la Terre et les autres planètes du système solaire peut orbiter autour du Soleil, il doit y avoir des forces qui permettent cela mouvement. De ce qui précède, on distingue généralement deux types d'interactions: par contact et par distance.

interactions avec les contacts

Ce sont celles qui impliquent un contact direct entre les corps. Voici quelques exemples de forces de contact :

Réaction normale (n): est une force qui est générée lorsqu'un corps repose sur ou touche une surface. Son nom est dû au fait que cette force agit toujours perpendiculairement au plan tangent de contact et est dirigée de la surface vers le corps. Des exemples de cette force se produisent tout le temps lorsqu'une personne se tient debout sur une surface plane. horizontale, car le sol exerce une force verticale vers le haut pour soutenir le corps et l'empêcher de tomber. action de poids.

Traction (T): ce type de force est exercé par des corps flexibles (pouvant être pliés) tels que des cordes, des câbles, des ressorts ou des chaînes, entre autres. Le terme de tension est dû au fait que la seule façon dont un élément flexible tel qu'une corde peut exercer la force tire, car si vous essayez de pousser avec une corde, elle se pliera et aucune force n'est appliquée quelque. La tension est représentée parallèlement au câble et partant toujours du corps sur lequel elle agit.

Force de frottement (Ff): c'est une force qui provient de la rugosité que présentent toutes les surfaces, qui génère une résistance au mouvement relatif entre elles. Aussi lisse qu'une surface puisse paraître à l'œil nu, il y a toujours, au moins au niveau microscopique, des irrégularités qui provoquent une sorte d'adhérence qui s'oppose à la glisser entre deux surfaces en contact, donc, la force de frottement est représentée tangente à la surface de contact et opposée au mouvement (ou à la tendance du même). On distingue deux types de forces de frottement: statique et la cinétique (²).

La force de frottement statique (F_fs): agit lorsque le corps est au repos mais avec une tendance à bouger. L'amplitude de cette force est égale à la force (ou composante de la force) qui génère la tendance à se déplacer, et atteint sa valeur maximale à instant où le mouvement imminent se produit, le point auquel la force de frottement est directement proportionnelle à la réaction normale du surface. la constante de proportionnalité est appelé le coefficient de frottement statique (μ_s).

D'autre part, le force de frottement cinétique (F_fk), s'exerce lorsqu'il y a un mouvement relatif entre les surfaces. Cette force est approximativement constante et son amplitude est déterminée en multipliant le coefficient de frottement cinétique (μ_k) pour la réaction normale.

Les coefficients de frottement sont des grandeurs sans dimension dont la valeur dépend de la nature des surfaces en contact. Sa valeur est comprise entre zéro et l'unité (0 < μ < 1), et expérimentalement il a été montré que le coefficient de frottement statique est supérieur à celui cinétique (μ_s > μ_k).

interactions à distance

Ces types d'interactions surviennent sans que les corps en interaction aient besoin d'être en contact physique les uns avec les autres. Pour justifier ce phénomène, la Physique a développé toute une théorie appelée "théorie des champs", étant le champ une représentation dans l'espace et le temps d'une grandeur physique associée à une propriété (Pâte, charge électrique, matériaux magnétiques). De manière générale, on distingue trois types d'interactions à distance :

Force gravitationnelle: c'est une force de attraction généré par l'interaction à distance de deux corps avec masse, et sa grandeur obéit à la Droit de la Gravitation Universelle :

Où:

F: amplitude de la force d'attraction entre les masses
G: constante gravitationnelle universelle (G ≈ 6,67x10^-11 N•m²/kg²)
m, M: masses des corps
r: distance de séparation entre les masses

Force électrique: cette force se produit entre des particules ou des corps chargés électriquement, et Elle peut être attractive ou répulsive, selon que les signes des charges sont différents ou identiques. respectivement. Pour les charges ponctuelles, l'amplitude de la force électrique peut être déterminée à partir de la loi de Coulomb :

où:

F: amplitude de la force d'attraction entre les charges
k: constante de Coulomb (k ≈ 9x10⁹ Nm2/C²)
Quel₁ et alors₂: valeurs des charges ponctuelles
r: distance de séparation entre les charges

Force magnétique: est le résultat de la force électromagnétique résultant de charges en mouvement. La valeur de la force magnétique peut être déterminée à partir de la loi de Lorentz :

F ⃗=q∙v ⃗×B ⃗

Où:

F ⃗: force magnétique
q: charge mobile
v ⃗: la rapidité du mouvement des marchandises
B ⃗: champ magnétique

Détermination des forces

En mécanique classique, les lois de Newton offrent une explication des interactions entre les corps et la détermination des forces générées à la suite de ces interactions. En particulier, la deuxième loi de Newton exprime que l'accélération subie par un corps (a) est directement proportionnelle à sa masse (m) et inversement proportionnelle à la force appliquée (F) :

F = m • une

Il est important de noter que les forces sont des quantités vectorielles, elles ont donc une amplitude, une direction et des sens. L'ampleur est déterminée par la expression ci-dessus, et la direction et la direction seront les mêmes que celles de l'accélération. Les unités de force dans le système international sont équivalentes à kg m/s2, c'est-à-dire Newton (N).

1 N = 1 kg•m/s2