Force résultante — Éducation physique, 14–17 ans
Plusieurs poussées et tractions peuvent agir en même temps sur un objet. La force résultante est leur effet combiné et indique si le mouvement de l’objet va changer.
Additionner les forces
Une force est une poussée ou une traction avec une intensité et une direction. Quand plusieurs forces agissent sur le même objet, on les combine comme des flèches : dans le même sens, elles s’additionnent ; en sens opposés, elles se soustraient. La flèche restante est la force résultante et détermine l’accélération.
Pourquoi utiliser une seule force ?
Un objet peut être attiré par la gravité, poussé par une surface et ralenti par les frottements en même temps. Il faut recenser chaque force, mais prévoir le mouvement devient plus clair quand on trouve leur effet combiné. Les lois de Newton sont nées du besoin de relier les forces mesurées aux changements de mouvement.
Deux personnes tirent une caisse
Une personne tire une caisse vers la droite avec 50 N, tandis qu’une autre tire vers la gauche avec 30 N. En choisissant la droite comme sens positif, la résultante vaut 50 − 30 = 20 N vers la droite. Si la masse est de 10 kg, la deuxième loi de Newton donne : accélération = 20 ÷ 10 = 2 m/s² vers la droite.
Équilibré ne signifie pas sans forces
On dit souvent qu’aucune force n’agit sur un objet immobile. Cela semble logique puisqu’on ne voit aucun changement, mais des forces opposées peuvent simplement se compenser. Sur un livre posé sur une table, la gravité agit vers le bas et la réaction de la table vers le haut ; la résultante et l’accélération sont nulles.
Concevoir des structures sûres
Les ingénieurs dessinent des schémas de forces pour concevoir des ponts, des ascenseurs, des vélos et des bâtiments. Ils vérifient l’équilibre des charges et la résistance des matériaux aux plus grandes forces résultantes, dues notamment au vent ou à un freinage brusque. Le même raisonnement explique pourquoi une ceinture doit exercer une force lors d’un choc.
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