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lundi 25 septembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Axe 5 - Conceptions

Ressource 2: Les conceptions classiques en mécanique

 

 

Quelques mots de la vie courante utilisés en mécanique :

Poids :
Poids et masse sont confondus. Le poids s’exprime en kg.

Remarque : Bien qu’une définition rigoureuse soit donnée pour le poids, la confusion perdure très longtemps. Le professeur de physique accepte lui-même de faire cette confusion dans sa vie courante.

 

Sens :
La direction et le sens sont confondus dans la vie courante.

A la question « dans quel direction dois-je aller » est fournie la réponse « vers la droite ou vers la gauche »

Remarque: Le professeur de physique accepte lui-même de faire cette confusion dans sa vie courante.

 

Accélération :
S’il y a accélération il y a forcement augmentation de vitesse.

L’accélération est associée à l’action mécanique (appuyer sur la pédale d’accélérateur, tourner la poignée d’accélération)
.
Un véhicule prenant un virage à vitesse constante ne subit pas d’accélération.

Remarque : Le caractère vectoriel de la vitesse n’est pas connu donc tout ce qui découle de cette définition vectorielle pose problème. Le professeur de physique accepte lui-même de faire cette confusion dans sa vie courante.

Définition de Force dans le dictionnaire Le Petit Robert (2007)
force n. f.

• 1080; bas lat. fortia, plur. neutre substantivé de fortis → 1. fort; forcer
I♦ La force de qqn.

1♦ Puissance d'action physique (d'un être, d'un organe). Force physique; force musculaire. ⇒ résistance, robustesse, vigueur. Force herculéenne. Avoir de la force (⇒ 1. fort). Avoir de la force dans les bras. Ne pas sentir sa force : frapper, pousser, etc., trop fort sans s'en rendre compte. Lutter à forces égales, à égalité de forces. « elle serrait la rampe avec tant de force que le bois grinçait » (Green). « Patience et longueur de temps Font plus que force ni que rage » (La Fontaine). Être à bout de forces, sans force. Ne plus avoir la force de marcher, de parler.

II♦ La force d'un groupe, de qqch.
III♦ (XIIe) Au sing. Pouvoir de contrainte.

IV♦ Principe d'action physique ou morale.

1♦ Phys. Cause physique d'une accélération ou d'une déformation. La mécanique, science de l'équilibre des forces et des mouvements qu'elles produisent. ⇒ cinématique, dynamique, statique. Direction, sens, point d'application, intensité d'une force. ⇒ vecteur. Résultante de deux forces. Moment* d'une force par rapport à un point, un axe. Force d'inertie. Forces centrifuge et centripète dans un mouvement circulaire. Force de contact, entre deux corps ayant une surface commune. Forces de frottement. Forces électrostatiques, électromagnétiques. Forces gravitationnelles, nucléaires, forces qui s'exercent entre particules fondamentales. ⇒ interaction. — Techn. Unité de mesure des forces. ⇒ newton. Force électromotrice.

◊ Cour. Courant électrique triphasé. Prise de force. Brancher sur la force.

2♦ Principe d'action, cause quelconque de mouvement, de changement. « notre volonté est une force qui commande à toutes les autres forces » (Buffon). — Idées-force. ⇒ idée.

◊ Les forces aveugles, mystérieuses, occultes de l'univers, du destin. — Fig. C'est une force de la nature, se dit d'une personne dotée d'une vitalité irrésistible
V♦ Adv. de quantité Vx ou littér. FORCE (qqch.) : beaucoup de. « J'ai dévoré force moutons » (La Fontaine). « Nous nous séparâmes à la porte avec force poignées de main » (A. Daudet).

 

Force caractéristique de l’objet

La force n’est pas vue comme une grandeur caractérisant une interaction mais caractérise plutôt l’objet.
La force est associée à une personne ou un objet, elle en est une propriété permanente ou occasionnelle.

Remarque : l’idée fondamentale de la physique que la force caractérise une interaction entre deux systèmes D’où l’importance de demander aux élèves d’utiliser « force exercée par ... sur… » car alors cette idée d’interaction s’inscrit dans la langue.

La force exercée par X sur Y devient la force de X sur Y, puis éventuellement la force de X.

Remarque :Ces règles syntaxiques portent non seulement sur les représentations mais aussi sur la langue naturelle essentiellement pour un énoncé associé à la force : force exercée par X sur Y qui est associé à une notation FX/Y. Cet énoncé est imposé par le texte du modèle et le professeur doit rester très vigilant sur l’usage de cette forme syntaxique. Cette forme syntaxique empêche de considérer la force comme une propriété de quelqu’un ou celle de quelque chose.qui sont pourtant le premier et le deuxième trait du mot force donnés par le dictionnaire Petit Robert (2007).

Action et force

 

Seuls les objets actifs peuvent exercer des forces.
Un objet ne peut exercer une force que s’il est vivant, animé ou actif mais non passif.
Lors d’une interaction entre deux objets l’un « dominant » l’autre par sa taille ou son poids , la force est exercée par l’objet « dominant » sur l’objet « dominé ».

Remarque:
Le sens donné au verbe agir pose problème aux élèves car ce verbe dans la vie courante est associé à un mouvement.
Le principe des interactions est soit méconnu soit non accepté par les élèves qui choisissent très souvent l’une des deux forces en jeu comme celle qui l’emporte sur l’autre, l’autre étant négligé voire niée.

 

Force et mouvement

 

L’action de A sur B ne peut pas être de même intensité que l’action de B sur A s’il y a mouvement.
Il y a force s’il y a mouvement :si un objet est en mouvement, il existe une force qui agit sur lui (ou il a une force), dans le sens du mouvement. La présence de cette force dépend beaucoup de la situation.
Il y a mouvement s’il y a une force.
Pas de force si un objet est immobile (par exemple un objet posé sur une table).
Si pas de force alors l’objet est soit au repos soit immobile.
Un objet plus lourd tombe plus vite.
Remarque :
Le fait que l’immobilité soit un cas particulier du mouvement est difficile pour les élèves. Le principe d’inertie qui parfois paraît acquis est facilement mis à mal par une nouvelle situation non rencontrée en classe et ces conceptions ressortent.


À une vitesse constante correspond une force constante (la vitesse est même proportionnelle à la force).
L’accélération est due à l’augmentation de la force.

 

Capital-force / Force qui s’épuise

Un objet qui a été lancé, pendant sa phase ascendante est soumis à une force (sinon il ne pourrait pas s’élever) c’est par exemple la « force de la main ». Celle-ci diminue à mesure que l’objet s’élève.
Remarque :
On l’appelle parfois « capital force ».Ce capital force est étiqueté de façons très diverses : force-élan-inertie-énergie. Il est la cause du mouvement, stocké dans l’objet en mouvement, et s’use en même temps que son effet (le mouvement).Le Force « s’épuise ».