Forcer est défini comme une cause externe qu'un corps ressent à la suite d'une interaction avec un autre corps. Chaque fois que deux objets interagissent, une force s’exerce sur chaque objet.
En terme général, pousser ou tirer un objet est défini comme la force. La force est l’expérience d’interaction de l’objet à cause de l’autre objet. Généralement, la force appliquée à un objet modifie son état de repos ou de mouvement et ajoute également une accélération à l'objet.
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Apprenons-en davantage sur la force, son unité et d’autres en détail dans cet article.
Qu’est-ce que la Force ?
UN pousser et tirer d'un objet sont appelés une force en science. La force est créée lorsque deux choses interagissent. La force est une quantité vectorielle car elle a à la fois une ampleur et une direction. L'ampleur d'une force représente sa force. La force peut également provoquer un changement de direction du corps sur lequel la force est appliquée.
Tout élément externe qui a tendance à changer l'état de mouvement ou de repos lorsqu'il est appliqué à un objet est appelé forcer . La force est simplement la poussée ou la traction sur un objet résultant de l'interaction entre les deux objets.
Une force peut faire passer un objet du repos au mouvement ou vice versa. Deux ou plusieurs choses doivent interagir les unes avec les autres pour qu’une force soit créée. Par exemple, une force est appliquée par le vent lorsqu'il propulse un voilier dans l'eau. Une force est également présente lorsque la gravité tire une pomme vers le bas. Les objets peuvent bouger, changer de vitesse ou changer de forme en réponse à des forces.
Unité de force
- La force est une quantité vectorielle, cela implique qu'elle a à la fois une masse et une ampleur. La force agissant sur un objet est représentée par le symbole F ou
vec F . - L'unité SI de force est Newton (N) . Il porte le nom du célèbre scientifique anglais Sir Isaac Newton. La force de 1 Newton est définie comme la force nécessaire pour accélérer une masse de 1 kg de 1 m/s.2dans la direction de la force appliquée.
- Dans le système CGS, l'unité de force est le Dyne.
Dimensions de la force
La force est définie comme le produit de la masse et de l’accélération du corps. Sa formule dimensionnelle est donc [MLT-2].
Effets des forces
Voici les effets de la force avec des exemples :
- La force peut modifier la forme et la taille d'un objet. Exemple : Dans le modelage de l'argile, la force des mains est utilisée pour modifier la forme et la taille de l'argile.
- La force peut changer la direction d'un objet. Exemple : Un joueur de cricket frappe la balle dans la direction souhaitée en direction de lui-même.
- La force peut modifier la vitesse d'un objet. Exemple : La force de friction des freins est utilisée pour arrêter ou décélérer un véhicule en mouvement.
- La force peut modifier l'état de repos ou le mouvement d'un objet. Exemple : Un ballon de football au repos bouge lorsqu'il est frappé.
Comprenons les effets de la force et son exemple
La force peut changer la forme et la taille d'un objet
La force peut provoquer un changement de forme. Par exemple, lorsque vous martelez une tige de fer chaude, la force exercée par le marteau modifiera la forme de l’objet, c’est-à-dire que la tige de fer sera pliée.
La force peut provoquer un changement de taille. Par exemple : En étirant un élastique, la force exercée en étirant un élastique provoquera une augmentation de la taille de l’élastique.
La force peut changer la direction d'un objet
La force peut provoquer un changement de direction. Par exemple : au moment où vous frappez le ballon, sa direction change.
La force peut changer la vitesse d'un objet
Lorsqu'un batteur dans des jeux comme le cricket et le baseball frappe la balle en mouvement avec force, cela provoque une augmentation de la vitesse de la balle. De plus, la vitesse de la force dépendra de la direction dans laquelle elle est appliquée. Si nous appliquons une force dans la direction d’un objet en mouvement, cela entraînera une augmentation de la vitesse et lorsqu’elle est appliquée contre l’objet en mouvement, la vitesse de l’objet diminuera.
La force peut changer l'état de repos ou le mouvement d'un objet
La force provoquera un changement de mouvement, par exemple, la force exercée par le moteur de la voiture permettra à la voiture de se déplacer, tandis que la force exercée par le frein permettra à la voiture de s'arrêter.
Formules de force
La force est définie par le produit de la masse et accélération de l'objet. Pour un corps avec de la masse m et l'accélération un la force peut être calculée comme suit:
F = à
où,
F est la force appliquée,
m est la masse d'un objet et
un est l'accélération de l'objet.
Également selon Deuxième loi du mouvement de Newton , la force est donnée par le taux temporel de changement de quantité de mouvement. Mathématiquement, cela est donné comme suit:
F=dfrac{ ext{d}vec p}{ ext{d}t} où,
ext{d}vec p est le changement d'élan- dt est le changement de temps.
Mais l'élan
vec p = mvec v où
- m est la masse et
vec v est la vitesse de l'objet.
La force devient donc :
egin{aligned}F&=dfrac{ ext{d}(mvec v)}{ ext{d}t}&=mdfrac{ ext{d}vec v}{ ext{d}t}&=mvec aend{aligned}
Ampleur et direction de la force
Pour déplacer un poids important, l’individu doit le tirer ou le pousser dans la même direction. Lorsque deux individus poussent ou tirent un poids dans des directions opposées, la force résultante est la somme des deux forces. L'ampleur d'une force exprime sa force. Lorsque des forces sont appliquées dans la direction opposée, la taille de la force résultante est réduite.
De plus, les forces égales et opposées s’annulent, la force résultante est donc nulle. La force exercée sur un objet provoque un changement de vitesse ainsi qu'un changement de forme. Certaines forces agissent sur un objet en le touchant, tandis que d'autres agissent sans entrer en contact avec l'objet. Les forces de contact sont des forces qui agissent lorsqu'un objet entre en contact avec eux.
Les forces de contact comprennent les forces musculaires et les forces de friction. Les forces sans contact sont celles qui peuvent agir sans entrer en contact avec un objet. La force gravitationnelle, la force électromagnétique, la force électrostatique et les forces sans contact sont tous des exemples de forces.
Types de forces
Une Force peut agir sur un objet avec ou sans contact. Par exemple, si vous poussez ou tirez une porte, vous devez être en contact avec une porte, tandis que si vous avez une barre aimantée, vous pouvez facilement attirer des clous en fer sans avoir aucun contact avec le clou. Ainsi, en science, nous avons deux types de forces, l’une est une force de contact et l’autre est une force sans contact.
Voyons en détail de quoi s’agit-il avec leurs exemples.
Force de contact
Les forces qui sont appliquées à d'autres objets uniquement par le contact physique sont appelées forces de contact.
Des exemples de forces de contact sont les forces musculaires et de friction.
Force musculaire
La force musculaire est une force de contact dans laquelle la force est exercée par les muscles du corps. Par exemple, sauter, donner des coups de pied, courir, marcher, grimper, soulever et pousser sont autant de forces exercées par nos muscles.
Force de friction
La force de friction est une force de contact qui s’oppose toujours à l’état de mouvement du corps par rapport à un autre corps. Par exemple, si nous arrêtons de faire du vélo, celui-ci ralentit progressivement et s'arrête après avoir parcouru une certaine distance.
Apprendre encore plus, Force de friction
Force sans contact
Les forces appliquées à d’autres objets sans aucun contact physique sont appelées forces sans contact.
Des exemples de forces sans contact sont la force magnétique, la force électrostatique et la force gravitationnelle. Discutons maintenant en détail des types de force sans contact.
Force magnétique
La force magnétique est une force sans contact exercée par un aimant sur toute autre substance magnétique. Par exemple, si nous approchons un aimant d’un clou en fer, l’aimant les attire vers lui puisque les aimants exercent une force.
Force électrostatique
Une force électrostatique est une force sans contact qui peut être exercée à distance par un objet chargé sur un autre objet. Par exemple, lorsqu'un peigne en plastique est frotté sur des cheveux secs, le peigne chargé électriquement attire un petit morceau de papier.
Force gravitationnelle
La force gravitationnelle est une force sans contact entre deux corps ayant une certaine masse. C'est une force d'attraction. La force d’attraction entre la terre et tout objet est appelée force de gravité.
Apprendre encore plus, Force gravitationnelle
Ligne d'action d'une force
Galilée a utilisé des expériences pour démontrer que lorsqu'aucune force externe n'agit sur un objet, celui-ci se déplace à une vitesse constante. Il a pu observer que la vitesse d’une sphère augmente à mesure qu’elle roule sur un plan incliné en raison de l’attraction gravitationnelle qu’elle exerce sur elle.
La force nette agissant sur un objet est nulle lorsque toutes les forces sont égales et équilibrées. Cependant, une force nette agissant sur un corps peut modifier soit l'ampleur, soit la direction de sa vitesse si toutes les forces agissant sur lui entraînent une force déséquilibrée, ce qui indique que la force déséquilibrée peut accélérer le corps. Par exemple, lorsqu’un corps est soumis à un certain nombre de forces et est déterminé comme étant au repos, nous pouvons en déduire qu’il n’y a aucune force nette agissant sur le corps.
Le ligne d'action d'une force est le chemin qu'il emprunte lorsqu'il exerce sa force sur un objet. Le point d’application de la force est l’endroit où elle exerce sa force sur un objet. La force de frottement est la force qui s'oppose au mouvement relatif entre les surfaces de deux objets en contact et agit le long des surfaces.
Résumé
Le résumé de base de la force peut être compris à l’aide du tableau présenté ci-dessous.
| Symbole | F, |
|---|---|
| Formule | F = ma OU |
| Unité | Newton, Kgms-2 |
| Scaler ou vecteur | Quantité de vecteur |
| Dimension | [MLT-2] |
Ressources associées
- Forces fondamentales
- Types de forces
Exemples résolus sur la force
Exemple 1 : Déterminer la force d'un objet avec une masse égale à 500 kg et une accélération de 60 m/s 2 .
Solution:
Donné,
Masse de l'objet, m = 500 kg.
Accélération, a = 60 m/s2
D'après la formule de force,
F = à
En remplaçant les valeurs données,
F = 500 kg × 60 m/s2
= 3 × 10 4 N
La force requise est de 3 × 104N
Exemple 2 : Quelle force nette est nécessaire pour accélérer jusqu'à une boîte de 20 kg à 5 m/s 2 ?
Solution:
Donné,
Masse de la caisse, m = 20 kg.
Accélération de la boîte, a = 5 m/s2
D'après la formule de force,
F = à
En remplaçant les valeurs données,
F = 20 kg × 5 m/s2
= 100 N
La force requise est 100 N
Exemple 3 : Trouvez l'accélération de l'objet si la force appliquée est de 250 N et la masse de l'objet est de 50 kg.
Solution:
Donné
La force appliquée est de 250 N
Masse de l'objet, m = 50 kg
Accélération de l'objet, a =?
D'après la formule de force,
F = à
En remplaçant les valeurs données,
250 = 50 kg × un
une = 250/50
= 5 m/s 2
Ainsi, l’accélération de l’objet est 5 m/s 2
Exemple 4 : Trouver la masse de l'objet si la force appliquée est de 220 N et l'accélération de l'objet est de 15 m/s 2 .
Solution:
Donné
La force appliquée est de 225 N
Masse de l'objet, m =?
Accélération de l'objet, a = 15 m/s2
D'après la formule de force,
F = à
En remplaçant les valeurs données,
225 = m × 15
m = 225/15
= 15kg
La masse de l’objet est donc 15kg
FAQ sur la force
Q1 : Qu’est-ce que la Force ?
Répondre:
Pousser ou tirer un objet est défini comme la force. La force est l'interaction entre deux objets qui tend à changer l'état de l'objet.
Q2 : Quelle est l’unité SI de force ?
Répondre:
L'unité SI de Force est Newton. Un Newton est défini comme la force appliquée lorsqu'un objet d'un kg accélère de 1 m/s2.
Q3 : Quelle force est la friction ?
Répondre:
La friction est une force de contact qui n'agit que lorsque deux objets sont en contact l'un avec l'autre. C'est une force opposée, c'est-à-dire qu'elle s'oppose toujours au mouvement de l'objet.
Q4 : Quoi la force peut-elle faire ?
Répondre:
La force peut faire diverses choses telles que :
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- La force peut changer la direction de l'objet.
- La force peut modifier l’état de repos ou de mouvement.
- la force peut modifier la vitesse de l’objet.
- La force peut modifier la forme et la taille de l'objet.
Q5 : Combien de types de forces existe-t-il sur la base de l’interaction ?
Répondre:
Sur la base de l'interaction entre deux objets, la force peut être classée en deux catégories,
- Force de contact
- Force sans contact
Q6 : Quelle est la force la plus faible dans la nature ?
Répondre:
Parmi toutes les forces fondamentales, la force gravitationnelle est la force la plus faible et est également considérée comme la force la plus faible de la nature.
Q7 : La force est-elle une quantité scalaire ?
Répondre:
La force n'est pas une quantité scalaire. Puisqu’il a à la fois une direction et une ampleur. La force est donc une quantité vectorielle.
Q8 : Une pomme tombe d'un arbre, quelle force est responsable de ce phénomène ?
Répondre:
La force de gravité est responsable de la chute de la pomme. La force de gravité est la force d'attraction entre la terre et tout objet.