- Qu'est-ce qu'une force ?
- Caractéristiques de la force
- Types de force
- Unités de force
- Comment la force est-elle mesurée ?
- Exemples de force
- Force et mouvement
- La force de la gravité
- Forces intermoléculaires
Nous expliquons ce qu'est une force pour la physique, ses caractéristiques et ses types selon chaque théorie. Aussi, comment il est mesuré et divers exemples.
Qu'est-ce qu'une force ?
En termes techniques, une force est une quantité capable de modifier la quantité demouvement ou la forme donnée d'un corps ou d'un particule. Il ne faut pas le confondre avec les notions d'effort ouénergie.
Généralement, le concept de force est expliqué en termes de mécanique classique établi par le Principes d'Isaac Newton (1642-1727), dites Lois du Mouvement et publiées en 1687 dans leur Principia Mathematica.
Selon la mécanique classique, la force qui affecte un corps est responsable des changements de son état de mouvement, tels que sa trajectoire rectiligne et son déplacement uniforme et d'imprimer un accélération (ou ralentissement). De plus, toute force agissant sur un corps génère une force identique, mais en sens inverse.
Nous parlons normalement de force dans notre vie quotidienne, sans nécessairement utiliser ce mot comme le physique. La force est étudiée par la physique et selon elle, quatre forces fondamentales sont reconnues au niveauquantum: la force gravitationnelle, la force électromagnétique, la force nucléaire forte et la force nucléaire faible.
En revanche, en mécanique newtonienne (ou classique), il existe de nombreuses autres forces identifiables, telles que la force de frottement,Force gravitationnelle, force centripète, etc.
Caractéristiques de la force
Une force peut être considérée comme une entité physique qui décrit l'intensité des interactions entre les objets, étroitement liée à laénergie.
Pour la mécanique classique, toute force est composée d'une grandeur et d'un adresse, le désignant ainsi par unvecteur. Cela signifie qu'il s'agit d'une quantité vectorielle et non scalaire.
Types de force
Il existe plusieurs types de force, selon leur nature et leur focalisation :
D'après la mécanique newtonienne :
- Force defriction. C'est la force qui s'oppose au changement de mouvement des corps, exerçant une endurance abandonner l'état de repos, ou de mouvement, comme on peut le percevoir en commençant à marcher un objet lourd en le poussant.
- Force gravitationnelle. C'est la force exercée par le Masse de corps sur des objets proches, les attirant l'un vers l'autre. Cette force devient perceptible lorsque tout ou partie des objets en interaction sont très massifs. L'exemple par excellence est le planète Terre et les objets etêtres que nous vivons à sa surface ; il y a une force d'attraction gravitationnelle entre eux.
- Force électromagnétique C'est la force attractive et répulsive qui est générée par l'interaction des champs électromagnétiques.
Vous pouvez également parler de :
- Force de contact. C'est la force qui est exercée par le contact physique direct entre un corps et un autre.
- Forcer à distance. C'est la force qui peut être exercée sans aucun contact physique entre les corps.
Selon la mécanique relativiste ou einsteinienne :
- Force gravitationnelle. C'est la force qui semble exister lorsque des objets massifs plient le espace–la météo autour d'eux, forçant les objets plus petits à dévier leurs trajectoires et à s'en approcher.
- Force électromagnétique C'est la force que les champs électromagnétiques exercent sur les particules chargées du la matière, suivant l'expression de la force de Lorenz.
D'après la mécanique quantique :
- Force gravitationnelle. C'est la force exercée par une masse sur l'autre, étant une force faible, dans un seul sens (attrayant), mais efficace sur de longues distances.
- Obligerélectromagnétique. C'est la force qui affecte les particules chargées électriquement et les champs électromagnétiques qu'elles génèrent, étant la force qui permet la liaison moléculaire. Il est plus fort que la gravité et possède deux sens (attraction-répulsion).
- Force nucléaire puissante. C'est la force qui maintient les noyaux du atomes stable, rester ensembleneutrons Ouiprotons. Il est plus intense que l'électromagnétique, mais sa portée est bien moindre.
- Force nucléaire faible. C'est la force responsable de la désintégration radioactive, capable d'effectuer des changements dans la matière subatomique, avec une portée encore moindre que les forces nucléaires fortes.
Unités de force
Selon Système international, la force est mesurée en unités appelées Newtons (N), en l'honneur du grand physicien britannique. Ces unités correspondent à 100 000 dynes et s'entendent comme la quantité de force appliquée pendant une seconde à un Masse d'un kilogramme, de sorte qu'il acquiert la vitesse d'un mètre par seconde. Ou si:
1 N = (1kg x 1m) / 1 s2
Il existe d'autres unités pour d'autres systèmes métriques, qui sont équivalentes, en Newtons, à :
- 1 kilogramme-force ou kilopond est égal à 9,81 N
- 1 livre-force équivaut à 4,448222 N
Comment la force est-elle mesurée ?
Le dynamomètre est l'appareil idéal pour la mesure de force. Il est également utilisé pour calculer le poids des objets. Il a été inventé par Isaac Newton lui-même, en utilisant l'étirement d'un ressort et le La loi d'élasticité de Hooke, d'une manière similaire à une balance à ressort.
Les versions modernes du dynamomètre suivent le même principe et ont des crochets ou des anneaux aux extrémités de leur corps cylindrique, à l'intérieur desquels se trouve un ressort ou une spirale qui agit comme un ressort. A l'une de ses extrémités le la mesure force (dans certains cas, il peut même apparaître sur un affichage numérique).
Exemples de force
Il y a constamment des exemples de force tout autour de nous. En exerçant notre force musculaire sur un objet pour le soulever, nous vainquons la force de gravité. Si nous poussons un corps massif avec l'épaule, comme un réfrigérateur, nous devrons non seulement surmonter le la gravité, mais aussi la force de friction qui s'oppose au mouvement.
La même chose se produit lorsque nous collons un aimant de réfrigérateur, car la forcemagnétique Il le maintient en place, mais si nous le rapprochons d'un autre aimant par le même pôle, nous remarquerons plutôt une légère force répulsive, qui est un autre caractère de la même force magnétique.
Force et mouvement
La force et le mouvement sont fortement impliqués l'un dans l'autre. D'abord parce que la force est ce qui est capable de déclencher, d'arrêter ou de modifier un mouvement.
Par exemple, lorsqu'une balle de baseball s'écrase contre la batte, la force du frappeur est imprimée sur la seconde pour dévier sa trajectoire (la même que la force du lanceur lui a initialement donnée, puisque la balle est normalement au repos) et la jeter sur le terrain.
Chaque fois qu'il y a une force sur un corps dedans adresse lors du déplacement, il y aura un travail effectué par cette force. Le travail requis pour que ce mouvement se produise est égal à l'énergie requise pour déplacer le corps. Selon le type de force et le type de mouvement, diverses formules mathématiques seront disponibles pour les calculer.
La force de la gravité
La force de gravité est cette force d'attraction que les masses exercent sur la matière qui les entoure, avec une intensité proportionnelle à leur masse et inversement proportionnelle à la distance qui les sépare.
En fait, lesoleil il attire notre planète à distance, avec le même genre de force qu'il nous attire, nous qui vivons à sa surface. La gravité peut être surmontée momentanément, comme nous le faisons en sautant, mais nous finirons par y succomber. Tout ce qui monte librement doit redescendre.
Forces intermoléculaires
Ce sont eux qui gardentmolécules ensemble, formant structure plus complexe et de plus grande masse, dépendant directement de la nature du atomes impliqué. C'est pourquoi ils sont également appelés liaisons intermoléculaires ou liaisons atomiques. Ces forces peuvent être de deux types :Forces de Van der Waals ou les ponts d'hydrogène.