Consignes de travail
Avant le cours – préparation :
Compléter la fiche de travail à l’aide de la partie Cours et vocabulaire.
Faire les exercices Application – vérification des connaissances, et compléter la fiche de travail.
Étudier les Activités complémentaires (vidéos, liens, autres fiches,…).
Identifier les questions à poser lors du cours.
Pendant le cours – compréhension :
Poser les questions identifiées lors de la préparation du cours.
Faire les activités restantes proposées.
Après le cours – apprentissage :
Apprendre par cœur le Cours et vocabulaire.
Terminer toutes les activités et exercices d’application.
Livre
Cours et vocabulaire
à la maison
Lorsque deux objets A et B sont en interaction, il existe deux actions mécaniques : A agit sur B et B agit sur A, modélisées chacune par une force qui possède quatre caractéristiques :
▪ un point d’application ;
▪ une direction qui définit la droite d’action ;
▪ un sens ;
▪ une valeur (aussi appelée intensité) qui se mesure en newtons (N).
On notera FA/B la force de l’objet A sur l’objet B.
Pour mesurer une force, il faut déterminer l’allongement du ressort pour une intensité connue. Cela permet alors de créer une échelle propre à chaque ressort : c’est comme cela que fonctionne un dynamomètre. Les forces sont représentées par des flèches qui commencent au point d’application, suivent la droite d’action de la force dans le sens de la force, et dont la longueur est proportionnelle à la valeur de la force.
Un système est à l’équilibre lorsque les forces qu’il subit s‘annulent.
Si le système n’est pas à l’équilibre (et que les forces qu’il subit ne se compensent pas), alors son mouvement se trouve modifié. Sur un schéma, les échelles des intensités des forces doivent être identiques, afin de pouvoir comparer les forces entre elles facilement.
Certaines forces, bien moins intenses que les autres, peuvent parfois être négligées et ne pas apparaitre sur le schéma.
Le point d’application d’une force s’exerçant par contact est le point de contact entre les objets lorsque l’action est localisée (ou le point au centre de la zone lorsque l’action est répartie). Le point d’application d’une force s’exerçant à distance est le centre de gravité de l’objet ( que l’action soit localisée ou répartie).
Vocabulaire : force, équilibre, centre de gravité
Activités
activités pour comprendre
Activité 3 p.242 et activité 4 p.242 (travail en classe)
Exercices corrigés (travail en classe)
Étudier la correction de l’exercice 8 p.247, puis répondre à l’exercice 9 p.247
Pour avancer, une planche à voile a besoin que le vent souffle suffisamment fort. Il est agréable de naviguer quand il exerce une force de 3,5 kN.
9.1) À l’aide d’une phrase de structure « objet A + verbe d’action + objet B », décris la force exercée par le vent sur la voile.
9.2) Est-ce une force qui s’exerce par contact ou à distance ? Est-elle répartie ou localisée ?
9.3) Détermine ses quatre caractéristiques.
9.4) Représente cette force sur un schéma en prenant l’échelle 1 cm pour 1 000 N.
activités complémentaires
à la maison
activités PCCL
Modéliser une interaction par une force : activité 18 – activité 19 – activité 22
fiches méthodes
Travail en classe
Problème p.250 – immobile ou en mouvement ?
Application
vérification des connaissances (à la maison)
à la maison
Exercices 1,2,3,5,6,7 p.246
Exercices 10,11,12,13,14 p.246
utilisation des connaissances
Exercices 16,17,18,19 p.246
compréhension et exploitation des connaissances
Exercices 21,22 p.250 et 24,25,26 p.251
21 p.250 : Étalonnage d’un ressort – méthode graphique
Les mesures de l’allongement d’un ressort en fonction de la force qu’il subit sont reportées dans le tableau suivant :
| Force (N) | 3 | 6 | 10 | 15 |
| Allongement (cm) | 0,4 | 0,8 | 1,3 | 2,0 |
a. Trace le graphique qui correspond aux mesures en prenant pour échelle : 1 cm pour 2 mm d’allongement en ordonnée et 1 cm pour 2 N en abscisse.
> https://cours.saettler.org/wp-content/uploads/2018/09/LLS-3e-06-21p.250.png (LeLivreScolaire – 21 p.250)
b. Grâce à ton graphique, estime la force nécessaire pour allonger le ressort de 1,6 cm.
> Pour un allongement de 1,6 cm, on trouve qu’il faut exercer une force d’environ 12 N.
22 p.250 : Étalonnage d’un ressort – méthode calculatoire
Les mesures de l’allongement d’un ressort en fonction de la force qu’il subit sont reportées dans le tableau suivant :
| Force (N) | 10 | 25 | 50 | 55 |
| Allongement (cm) | 4 | 10 | 16 | 22 |
a. Détermine la raideur du ressort (le coefficient de proportionnalité entre l’allongement du ressort et la force qu’il subit).
> On calcule la raideur du ressort en divisant l’allongement par l’intensité de la force subie.
On obtient par exemple : r = 10 ÷ 25 = 0,4 cm/N (en prenant la deuxième mesure)
b. Quel sera l’allongement du ressort pour une force de 50 N ?
> Pour une force de 50N, on trouve un allongement de 50N x 0,4 cm/N = 20cm.
24 p.251 : Tir à la corde
Émile et Théo jouent au tir à la corde. Émile exerce une force de 70 N vers la droite et Théo une force de 600 dN vers la gauche.
a. Représente ces deux forces sur un schéma (1 cm pour 20 N).
> https://cours.saettler.org/wp-content/uploads/2018/09/LLS-3e-06-24p.251.png (LeLivreScolaire – 24 p.251)
b. La corde va-t-elle rester en équilibre ?
> La corde n’est pas en équilibre car les forces ne se compensent pas puisqu’elles ont des intensités différentes.
c. Lequel des deux va gagner ?
> C’est Émile qui va gagner puisque la force qu’il exerce sur la corde est plus intense que celle de Théo.
25 p.251 : Représenter une force
On tire sur un ressort avec une force de 15 N.
Recopie le schéma et trace la flèche qui représente la force Fmain/ressort en prenant pour échelle 1 cm pour 5 N.
> https://cours.saettler.org/wp-content/uploads/2018/09/LLS-3e-06-25p.251.png (LeLivreScolaire – 25 p.251)
26 p.251 : Manèges à sensations
La plupart des grands huit commencent par une grande montée pour transférer de l’énergie de position aux wagons. De nouveaux manèges commencent cependant par un départ « à plat ». Les wagons sont alors propulsés par un puissant compresseur hydraulique (65 kN) au moment où l’on desserre les freins.
a. Établis le DOI d’un wagon au moment où le compresseur est actif mais que les freins n’ont pas encore été relâchés.
> https://cours.saettler.org/wp-content/uploads/2018/09/LLS-3e-06-26p.251-a.png (LeLivreScolaire – 26 p.251)
b. Donne les quatre caractéristiques de la force exercée par le compresseur hydraulique.
> Le compresseur pousse le wagon :
• point d’application : à l’arrière du wagon ;
• direction : horizontale ;
• sens : vers l’avant ;
• intensité : 65 kN.
c. Tant que les freins sont activés, quelle est la vitesse du wagon ? Déduis-en la valeur de la force exercée par les freins.
> Tant que les freins sont activés la vitesse du wagon est nulle, il est en équilibre. Les freins exercent donc une force de 65 kN opposée à celle du compresseur.
d. Représente ces deux forces sur un schéma en prenant pour échelle 1 cm pour 10 000 N.
> https://cours.saettler.org/wp-content/uploads/2018/09/LLS-3e-06-26p.251-b.png (LeLivreScolaire – 26 p.251)
