Forces de contact

La force normale : une force de contact

La force normale est présente partout autour de nous, qu'il s'agisse d'un livre posé sur une table ou d'une locomotive à vapeur sur des rails. Pour comprendre pourquoi cette force existe, rappelle-toi que la troisième loi du mouvement de Newton stipule que toute action a une réaction égale et opposée.

La force normale exercée sur un objet sera toujours normale à la surface sur laquelle il est placé, d'où son nom. Sur les surfaces horizontales, la force normale est égale au poids du corps en magnitude mais agit dans la direction opposée, à savoir vers le haut. Elle est représentée par le symbole$N$(à ne pas confondre avec le symbole vertical$\mathrm{N}$pour le newton) et donnée par l'équation suivante :

$\mathrm{normal}\mathrm{force}=\mathrm{mass}\times \mathrm{gravitational}\mathrm{acceleration}$.

Si nous mesurons la force normale en, la masse$m$en$\mathrm{kg}$et l'accélération gravitationnelle$g$en$\frac{\mathrm{m}}{{\mathrm{s}}^2}$alors l'équation de la force normale sur une surface horizontale sous forme symbolique est la suivante

$N=mg$

ou en d'autres termes,

$\mathrm{normal}\mathrm{force}=\mathrm{mass}\times \mathrm{gravitational}\mathrm{field}\mathrm{strength}$.

La force normale au sol pour une surface plane. Cette équation n'est cependant valable que pour les surfaces horizontales, lorsque la surface est inclinée, la normale est divisée en deux composantes, StudySmarter Originals.

Autres types de forces de contact

Bien sûr, la force normale n'est pas le seul type de force de contact qui existe. Examinons ci-dessous d'autres types de forces de contact.

Force de frottement

Cependant, ne considère pas les frottements uniquement de manière négative car la plupart de nos actions quotidiennes ne sont possibles que grâce aux frottements ! Nous en donnerons quelques exemples plus loin.

Contrairement à la force normale, la force de frottement est toujours parallèle à la surface et dans la direction opposée au mouvement. La force de frottement augmente lorsque la force normale entre les objets augmente. Elle dépend également du matériau des surfaces.

La force de frottement permet de contrôler un objet en mouvement. En l'absence de frottement, les objets continueraient à se déplacer indéfiniment avec une seule poussée, comme le prévoit la première loi de Newton, stickmanphysics.com.

Résistance de l'air

La résistance de l'air ou traînée n'est rien d'autre que le frottement subi par un objet lorsqu'il se déplace dans l'air. Il s'agit d'une force de contact car elle se produit en raison de l'interaction d'un objet avec les molécules d'air, où les molécules d'air entrent en contact direct avec l'objet. La résistance de l'air sur un objet augmente à mesure que la vitesse de l'objet augmente parce qu'il rencontrera plus de molécules d'air à des vitesses plus élevées. La résistance de l'air sur un objet dépend également de la forme de l'objet : c'est pourquoi les avions et les parachutes ont des formes si différentes.

La tension

La tension est la force de réaction aux forces de traction externes dans le contexte de la troisième loi de Newton. Cette force de tension est toujours parallèle aux forces de traction externes.

La tension agit à l'intérieur de la corde et s'oppose au poids qu'elle porte, StudySmarter Originals.

Regarde l'image ci-dessus. La tension dans la ficelle au point où le bloc est attaché agit dans la direction opposée au poids du bloc. Le poids du bloc tire la ficelle vers le bas, et la tension dans la ficelle agit à l'opposé de ce poids.

Nous avons maintenant vu quelques types de forces de contact, mais comment faire la différence entre les forces de contact et les forces sans contact ?

Différence entre force de contact et force sans contact

Les forces sans contact sont des forces entre deux objets qui ne nécessitent pas de contact direct entre les objets pour exister. Les forces sans contact sont de nature beaucoup plus complexe et peuvent être présentes entre deux objets séparés par de grandes distances. Nous avons souligné les principales différences entre la force de contact et la force sans contact dans le tableau ci-dessous.

Maintenant que tu sais clairement distinguer ces deux types de forces, examinons quelques exemples qui incluent des forces de contact.

Exemples de forces de contact

Examinons quelques exemples de situations dans lesquelles les forces dont nous avons parlé dans les sections précédentes entrent en jeu.

Voyons maintenant comment les frottements jouent un rôle important dans notre vie quotidienne.

Enfin, examinons un phénomène que l'on voit régulièrement dans les films.

Nous arrivons ainsi à la fin de l'article. Passons maintenant en revue ce que nous avons appris jusqu'à présent.