Fiche de cours

Les actions mécaniques

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Objectifs
  • Distinguer action de contact et action à distance.
  • Distinguer action ponctuelle et action répartie.
Points clés
  • Une action mécanique est une action exercée par un objet sur un autre objet.
  • Une action mécanique à distance est une action mécanique exercée par un objet sur un autre objet sans qu’il y ait contact entre les deux objets.
  • Une action mécanique de contact est une action mécanique exercée par un objet sur un autre objet par l’intermédiaire de leur surface de contact. Le contact peut être ponctuel (la zone de contact est un point) ou répartie (la zone de contact est une ligne ou une surface).
  • Parmi les actions mécaniques à distance, on trouve l’action de pesanteur, l’action magnétique et l’action électrique.
1. Introduction

Voici un schéma qui présente les différentes actions mécaniques.

2. Définition
Une action mécanique est une action exercée par un objet sur un autre objet.
Les actions mécaniques sont l’ensemble des effets physiques qui permettent de :
  • maintenir un objet au repos ;
  • modifier la trajectoire ou la vitesse d’un objet ;
  • déformer un objet.

Il y a toujours un objet qui exerce l’action mécanique et un objet qui subit l’action mécanique.

Exemples 
La canne à pêche est déformée par le fil car le fil de pêche exerce une action mécanique sur la canne à pêche.
Action mécanique
du fil sur la canne
La trajectoire et la vitesse du ballon sont modifiées par le footballeur.
Pour cela, il exerce une action mécanique sur le ballon. 
Action mécanique
du footballeur sur le ballon
3. Les actions mécaniques : à distance et de contact

Les actions mécaniques sont classées en deux familles : les actions mécaniques à distance et les actions mécaniques de contact.

a. Les actions mécaniques à distance
Une action mécanique à distance est exercée par un objet sur un autre objet sans qu’il y ait contact entre les deux objets.

Les actions mécaniques à distance sont toujours réparties sur l’ensemble de l’objet. Les actions mécaniques à distance sont :

  • l'action de pesanteur ;
  • l'action magnétique ;
  • l'action électrique.
L'action de pesanteur

L’action mécanique de pesanteur exercée par notre planète Terre sur un solide S de masse m, est une action mécanique à distance car elle ne résulte pas d’une liaison mécanique entre la Terre et S.

L’action mécanique de pesanteur est une action mécanique à distance exercée par la Terre sur les objets.
Exemple 
Une pomme accrochée sur son arbre est attirée vers le sol par la Terre. La pomme subit une action à distance qui est répartie sur toute la pomme.
Action mécanique exercée par le sol
sur une pomme : la pesanteur
L'action magnétique

L’action magnétique entre un aimant et des objets en fer ou magnétiques.

L’action magnétique est l’action mécanique à distance exercée par différents matériaux par attraction ou par répulsion.
Exemple  La bille en métal est attirée par l'aimant.
Action mécanique exercée
par un aimant sur une bille en fer
L’action électrique
L’action électrique s’exerce entre deux corps chargés d’électricité. Cette action peut être attractive ou répulsive.
Exemple 
Si on frotte une règle en plastique avec un tissu sec ou une fourrure, celui-ci se charge d’électricité et attire de petits morceaux de papier. La règle exerce une action à distance sur les morceaux de papier.
Action mécanique exercée par une règle
en plastique sur des morceaux de papier
b. Les actions mécaniques de contact
Une action mécanique de contact est une action mécanique exercée par un objet sur un autre objet par l’intermédiaire de leur surface de contact.

Le contact peut être ponctuel (la zone de contact est un point) ou réparti (la zone de contact est une ligne ou une surface).

L'action mécanique de contact ponctuelle 
L’action mécanique de contact ponctuelle est localisée en un seul point.
Exemple 
Action mécanique exercée
par une punaise sur une planche
L'action mécanique de contact répartie
L’action mécanique de contact répartie est répartie sur un ensemble de points.
Exemple  
Action mécanique exercée
par le vent (l'air) sur la voile d’un bateau
4. Reconnaitre les différents types d'actions mécaniques

Une action mécanique d’un objet sur un autre objet peut le mettre en mouvement, modifier sa trajectoire ou le déformer. Mais il faut différencier deux cas.

a. Les deux objets sont en contact

L’objet a une action de contact avec l’autre objet et cette action est soit ponctuelle soit répartie. Pour faire la différence entre les deux, il faut observer la zone de contact.

  • Si c’est un point, on dira que l’action de contact est ponctuelle.
  • Si c’est une ligne ou une surface, on dira que l’action de contact est répartie.
Exemple 1 
Un livre posé sur une table a une action de contact. La zone de contact est une surface donc l’action de contact est répartie.
Exemple d'action de contact répartie
Exemple 2 
Le joueur de billard exerce une action localisée sur la boule. La zone de contact est un point donc l’action de contact est ponctuelle.
Exemple d'action de contact ponctuelle
b. Les deux objets ne sont pas en contact

Lorsqu’un objet n’a aucun contact avec l’autre objet, l’action entre les deux objets est à distance et est toujours répartie.

Exemple 
Un aimant exerce une action sur une bille en fer. Il n'y a pas de contact entre les deux objets, il s'agit donc d'une action à distance, répartie sur l'ensemble de la bille en fer.

Exemple d'action à distance

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