Interactions et forces — exercices corrigés

Amine pousse une caisse en posant ses mains dessus pour la faire glisser sur le sol. Comment classe-t-on l'action qu'il exerce sur la caisse ?

Pour qu'un objet exerce une action mécanique sur un autre, il faut obligatoirement qu'il le touche.

Yasmine pousse un chariot dans une allée d'un souk de Marrakech. Dans cette action mécanique, qui est l'auteur et qui est le receveur ?

Yasmine suspend un sac à un dynamomètre. Le ressort s'allonge et l'aiguille s'arrête pile sur la graduation $8$. Quelle est la valeur de la force exercée par le sac sur le dynamomètre ?

Parmi les propositions suivantes, laquelle correspond à une action à distance ?

La valeur d'une force peut s'exprimer en kilogrammes.

Qu'est-ce qu'une action mécanique ?

Amine veut représenter par une flèche une force de $30$ N. Il choisit l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $10$ N. Quelle doit être la longueur de la flèche ?

Le gardien de but bloque un ballon qui filait vers lui : le ballon s'immobilise dans ses gants. Quel effet l'action du gardien a-t-elle produit sur le ballon ?

Une voiture prend un virage en gardant la même vitesse. On peut affirmer qu'aucune action ne s'exerce sur elle, puisque sa vitesse ne change pas.

Karim accroche un objet à un dynamomètre. Le ressort s'étire et l'aiguille s'immobilise pile sur la graduation $12$. Quelle est la valeur de la force exercée sur le dynamomètre ?

Parmi les éléments suivants, lequel ne fait pas partie des quatre caractéristiques d'une force ?

Salma veut représenter une force de $25$ N et choisit l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $10$ N. Quelle doit être la longueur de la flèche ?

En physique, on représente une force par une flèche (un vecteur).

Quelle est l'unité officielle de la valeur d'une force ?

Amine pousse un chariot vers l'avant avec une force de $30$ N. D'après le principe des interactions, avec quelle valeur le chariot pousse-t-il en retour les mains d'Amine vers l'arrière ?

Karim affirme : « Plus un objet va vite, plus la force qui s'exerce sur lui est grande. » Que penser de cette affirmation ?

Quand tu pousses un mur de la main, le mur exerce sur ta main une force de même valeur et de sens opposé.

Yasmine lâche une clé au-dessus du sol : rien ne la touche, et pourtant elle tombe. Quelle action à distance la fait tomber ?

Dans une allée d'un souk de Marrakech, Amine pose ses deux mains sur la barre d'un chariot chargé et le pousse vers l'avant. Le chariot, d'abord immobile, se met à avancer.

En une phrase, indique la nature de l'action qu'Amine exerce sur le chariot (contact ou à distance), puis nomme l'auteur et le receveur de cette action.

Dans une allée d'un souk de Marrakech, Yasmine observe quatre actions en même temps :

1. Amine tire une charrette par sa barre ;
2. la Terre fait tomber une orange qui a roulé de l'étal ;
3. un aimant de décoration retient une clé en fer collée à lui ;
4. Karim soutient un sac de farine dans ses bras.

Lesquelles de ces actions sont des actions de contact ?

Salma approche un aimant d'une boussole posée sur une table à Fès. L'aiguille de la boussole tourne alors que l'aimant ne l'effleure jamais. Comment qualifies-tu cette action de l'aimant sur l'aiguille ?

Karim affirme : « La Terre ne touche pas la Lune, donc la Terre n'exerce aucune action sur elle ; sinon la Lune se serait déjà échappée dans l'espace. » Cette affirmation est-elle correcte ?

Sur un terrain de Rabat, le ballon est posé, immobile. Amine le frappe d'un coup de pied puissant : le ballon part en flèche, et l'on voit qu'il s'aplatit légèrement à l'instant du choc avant de reprendre sa forme. Quels effets l'action du pied a-t-elle produits sur le ballon ?

Yasmine veut représenter par une flèche une force de $45$ N. Elle choisit l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $15$ N. Quelle doit être la longueur de la flèche, en cm ?

Amine pousse un chariot dans l'axe d'une allée plate, horizontalement, vers l'avant, en appuyant ses mains sur la barre, avec une force que son dynamomètre indique à $30$ N. On décompose sa force en ses quatre caractéristiques. Quelle association est correcte ?

Salma suspend un sac de $2$ kg à un dynamomètre, qui affiche $20$. Elle écrit alors : « La force exercée par le sac sur le dynamomètre vaut $2$ kg. » Son affirmation est-elle correcte ?

Sur le schéma de Karim, une force est représentée par une flèche de $4$ cm. L'échelle choisie est $1$ cm $\leftrightarrow$ $5$ N. Quelle est la valeur de cette force, en newton ?

Karim affirme : « Ce palet glisse très vite sur la glace, presque sans frotter ; comme il va vite, c'est qu'une grande force le pousse en permanence. » Que penser de son raisonnement ?

Yasmine suspend un panier à un dynamomètre : l'aiguille s'arrête sur $25$. Elle ajoute des oranges dans le panier, et l'aiguille indique maintenant $40$. Quelle est la valeur de la force exercée par les oranges seules sur le dynamomètre, en newton ?

Le tramway de Casablanca prend un virage à allure parfaitement constante (sa vitesse ne change pas). Salma en conclut : « Comme sa vitesse reste la même, aucune action ne s'exerce sur lui pendant le virage. » A-t-elle raison ?

Dans une salle de sport de Tanger, Amine appuie ses deux mains contre un mur et pousse, à plat, avec une force de $50$ N dirigée vers le mur. D'après le principe des interactions, que peux-tu dire de la force que le mur exerce en retour sur les mains d'Amine ?

Karim doit représenter une force de $25$ N sur sa feuille. Il choisit l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $10$ N. Quelle doit être la longueur de la flèche, en cm ?

Sur le schéma d'une grue de chantier à Agadir, la force de traction d'un câble est représentée par une flèche de $8$ cm. L'échelle indiquée sous le schéma est $1$ cm $\leftrightarrow$ $5$ N. Quelle est la valeur de cette force, en newton ?

À un arrêt du tramway de Casablanca, Salma relève quatre actions :

1. la barre d'appui qu'elle serre dans sa main ;
2. la Terre qui retient son sac vers le sol ;
3. l'aimant du distributeur de tickets qui colle une pièce en fer ;
4. une règle en plastique frottée qui attire un petit papier tombé.

Lesquelles de ces actions sont des actions à distance ?

Karim approche un aimant d'un clou en fer posé sur la table : le clou est attiré et vient se coller à l'aimant. Karim affirme : « L'aimant attire le clou, mais le clou, lui, n'attire pas l'aimant : c'est l'aimant qui est l'auteur, le clou ne fait que subir. » A-t-il raison ?

Lors d'un match à Meknès, un ballon file droit vers la cage. Le gardien le bloque à deux mains : le ballon s'arrête net, et l'on voit ses mains s'enfoncer un instant dans le cuir, qui se creuse. Quels effets l'action des mains du gardien produit-elle sur le ballon ?

Pour représenter une force de $30$ N à l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $10$ N, Salma trace une flèche de $30$ cm de long. Elle justifie : « La longueur de la flèche, c'est la valeur de la force, donc $30$ N donne $30$ cm. » A-t-elle raison ?

Yasmine suspend un sac de dattes au crochet d'un dynamomètre, dans une épicerie de Marrakech. Le sac pend immobile, tiré vers le bas par la gravitation, et l'aiguille indique $12$. On décrit la force exercée par la Terre sur le sac. Quelle description donne correctement les quatre caractéristiques ?

Dans une allée d'un souk de Fès, Amine tire une charrette chargée par sa barre, horizontalement, vers l'avant. Un dynamomètre placé entre sa main et la barre indique $40$ N.

1. L'action d'Amine sur la charrette est-elle de contact ou à distance ?
2. Donne les quatre caractéristiques de la force de traction qu'il exerce.
3. Il veut dessiner cette force à l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $20$ N : quelle longueur de flèche obtient-il ?
4. D'après le principe des interactions, quelle force la charrette exerce-t-elle en retour sur la main d'Amine ?

Pour décrire la force qu'il exerce sur un chariot à Casablanca, Amine écrit simplement : « C'est une force de $40$ N, voilà, tout est dit. » A-t-il raison ?

Karim doit décrire la force qu'un dynamomètre exerce sur un sac suspendu à Fès. Il écrit : « C'est une force verticale, dirigée vers le haut, de $8$ N. » Son professeur lui répond que sa description, bien que correcte, reste incomplète. Quelle caractéristique manque-t-il à Karim ?

Salma soulève un sac de farine et déclare : « La force que j'exerce pour le soulever vaut $2$ kg. » Cette affirmation est-elle correcte ?

Amine veut représenter par une flèche une force de $45$ N qui pousse un chariot dans un souk de Marrakech. Il choisit l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $10$ N. Quelle doit être la longueur de la flèche, en cm ?

Karim affirme : « Pour qu'un objet exerce une action sur un autre, il faut absolument qu'il le touche. Une action sans contact, ça n'existe pas. » A-t-il raison ? Justifie ta réponse et donne au moins deux contre-exemples précis.

Sur la route de corniche à Agadir, une voiture prend un virage en gardant exactement la même vitesse au compteur, $50$ km/h, du début à la fin du virage. Yasmine en déduit qu'aucune action ne s'exerce sur la voiture pendant le virage, puisque sa vitesse ne change pas. Que penser de son raisonnement ?

Sur le schéma d'un exercice, une force est représentée par une flèche qui mesure $7$ cm. L'échelle indiquée est $1$ cm $\leftrightarrow$ $5$ N. Quelle est la valeur de cette force, en N ?

Sur une patinoire, Yasmine (en patins) pousse Amine (en patins, immobile devant elle). Amine part vers l'avant. À la surprise de Salma qui observe, Yasmine recule elle aussi, alors qu'elle n'a été poussée par personne. Quelle explication est correcte ?

Karim appuie sa main contre un mur de pierre à Chefchaouen. Il affirme : « J'exerce une force sur le mur, mais le mur, lui, n'exerce aucune force sur moi, puisqu'il ne bouge pas. » Cette affirmation est-elle correcte ?

Sur une patinoire de Casablanca, un palet glisse en ligne droite à grande vitesse, sans ralentir, sur la glace bien lisse (on néglige les frottements). Salma affirme : « Puisque le palet va vite, c'est qu'une force horizontale le pousse en permanence vers l'avant. » Quelle est la bonne analyse ?

Amine doit représenter par une flèche une force de $200$ N sur une feuille de cahier dont la hauteur utile est de $20$ cm. Il hésite entre quatre échelles. Laquelle choisir pour que la flèche tienne sur la feuille tout en restant assez grande pour être lisible (au moins quelques centimètres) ?

Pour étudier un chariot tiré dans un souk de Marrakech, Yasmine doit dessiner deux flèches alignées bout à bout sur la même droite, avec la même échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $50$ N. La première représente une force de $100$ N, la seconde une force de $50$ N. Quelle est la longueur totale occupée par les deux flèches mises bout à bout, en cm ?

Karim teste un dynamomètre à Tanger. Quand il y accroche un objet, le ressort s'allonge de $2$ cm et l'aiguille indique $4$ N. Il en déduit : « Si j'accroche un objet qui fait s'allonger le ressort de $5$ cm, l'aiguille indiquera $10$ N. » Cette déduction est-elle correcte ?

Dans un labo de collège à Oujda, on pose un aimant sur un petit chariot à roulettes A et un gros clou en fer sur un autre chariot à roulettes B, séparés de quelques centimètres et libres de rouler. On les lâche. Que se passe-t-il, et pourquoi ?

À Meknès, Yasmine suspend un sac de dattes immobile à un dynamomètre accroché au plafond. L'aiguille indique $20$ N. On s'intéresse à la force que le dynamomètre exerce sur le sac pour le retenir. Fais une analyse complète de cette force : précise la nature de l'action (contact ou distance) et l'effet produit, puis donne ses quatre caractéristiques, et enfin calcule la longueur de la flèche qui la représenterait à l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $10$ N.

Pour représenter une force de valeur $45$ N, Karim choisit l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $15$ N. Quelle doit être la longueur de la flèche, en centimètres ?

Sur un schéma à Tétouan, une force est représentée par une flèche de $7$ cm, avec l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $5$ N. Quelle est la valeur de cette force, en newtons ?

Yasmine pousse une armoire bien droit vers l'avant, puis recommence en poussant exactement au même endroit, avec la même force, mais cette fois vers l'arrière. Entre les deux poussées, quelle caractéristique de la force a changé, et quelles caractéristiques sont restées identiques ?

Amine fait du patin à glace et pousse un mur avec ses mains : il se met à reculer. Karim affirme : « C'est le mur qui pousse Amine en arrière, avec une force exactement opposée à celle qu'Amine exerce sur le mur. » Cette affirmation est-elle vraie ?

À Essaouira, un âne tire une charrette immobilisée dans le sable au moyen d'une corde horizontale. Un dynamomètre intercalé dans la corde indique $250$ N. On s'intéresse à la force exercée par la corde sur la charrette. Fais-en l'analyse complète : précise la nature de l'action (contact ou distance) et l'effet recherché, donne ses quatre caractéristiques, puis calcule la longueur de la flèche qui la représenterait à l'échelle $1$ cm $\leftrightarrow$ $50$ N.

Salma pose un gros livre au centre d'une étagère souple : l'étagère se courbe légèrement mais le livre ne bouge pas. Salma en conclut : « Puisque le livre reste immobile, aucune force ne s'exerce sur l'étagère. » Quelle est la bonne analyse ?