Action d'un support - Maxicours

Action d'un support

Objectifs
  • Comprendre et connaitre les caractéristiques de la force exercée par un support sur un système.
  • Comprendre et connaitre les caractéristiques de la force exercée par un fil immobile sur un système.
Points clés
  • La force qui modélise la réaction du support sur un système a les caractéristiques suivantes :
    • la direction est perpendiculaire au support ;
    • le sens va du support vers le système étudié ;
    • le point d’application est le centre de la surface de contact ;
    • la valeur est R.
  • La force qui modélise la force exercée par le fil sur un système a les caractéristiques suivantes :
    • la direction est celle du fil ;
    • le sens va du système étudié vers le fil ;
    • le point d’application est le point de contact entre le fil et le système étudié ;
    • la valeur est T.
Pour bien comprendre
  • Les forces
  • Le poids
  • Le principe des actions réciproques
1. Force exercée par un support
a. Définition

Un système posé sur un support est soumis à une action de contact de la part du support.

La force qui modélise cette action a les caractéristiques suivantes :

  • la direction est perpendiculaire au support ;
  • le sens va du support vers le système étudié ;
  • le point d’application est le centre de la surface de contact ;
  • la valeur est R.
Exemple
Un livre posé sur une table subit l’action de la table. Cette action de la table sur le livre est modélisée par la force .

Modélisation de la réaction de la table sur le livre
b. Immobile ou mobile ?
Objet immobile

Lorsqu’un objet est immobile, on peut appliquer le principe des actions réciproques car les forces qui s’exercent sur lui se compensent.

Comme l’objet subit également son poids , d’après le principe des actions réciproques, on peut écrire :

Exemple
Un livre posé sur une table subit son poids et l’action de la table.

Modélisation de la réaction du support et du poids sur le livre
Objet mobile

Lorsqu’un objet est mobile, on ne peut pas appliquer le principe des actions réciproques car les forces qui s’exercent sur lui ne se compensent pas.

Lorsqu’il n’y a pas de frottements entre le support et le système, la force qui modélise l’action de contact est perpendiculaire au support et les forces qui s’exercent sur le système ne se compensent plus : le système est mobile.

Exemple
Une tasse posée sur une table glisse car il n’y a pas de frottements.

Modélisation de la force de réaction du support dans le cas où les frottements sont négligés
2. Force exercée par un fil immobile

Un système maintenu par un fil immobile est soumis de la part du fil à une action de contact.

La force qui modélise cette action a les caractéristiques suivantes :

  • la direction est celle du fil ;
  • le sens va du système étudié vers le fil ;
  • le point d’application est le point de contact entre le fil et le système étudié ;
  • la valeur est T.
Exemple
Une boule est maintenue par un fil immobile. La boule est soumis à une action de contact de la part du fil, qui est modélisée par la force .

Modélisation de la force exercée par le fil sur la boule
(le système et le fil ne sont pas verticaux)

La force est aussi appelée la tension du fil.

Si le système et le fil sont verticaux, alors d’après le principe de l’inertie, la force  et le poids se compensent : .

Si le système et le fil ne sont pas verticaux, les deux forces et ne se compensent plus : .

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