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La force



par Stéphane van Damme


Un peu d'histoire

Les forces ne se voyant pas, car seuls leurs effets sont visibles, le concept des forces a mis longtemps a être précisément défini.

Archimède évoquait le poids des corps sans l'expliquer. Galilée résolvait le problème du plan incliné ou de la chute des corps sans expliquer la notion de force.


C'est Stevin qui est le premier à expliquer ce concept de force dans ses travaux (De Beghinselen der Weeghconst,1586). Mais il faudra attendre les travaux d'Isaac Newton pour avoir une formalisation précise de la notion de force. La définition donnée dans les célèbres Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687) est celle qui est encore acceptée de nos jours.

La définition du concept de force a permis une présentation simple de la mécanique classique par Isaac Newton (Lois du mouvement de Newton). Il est très utilisé dans l'enseignement et dans l'ingénierie.


Unité de mesure

La force est exprimée désormais en Newton alors qu'elle était chiffrée auparavant en kg. Un Newton représente la force qui communique, à un corps ayant une masse de 1 kilogramme, une accélération de 1 mètre par seconde au carré.

1 m/s2 correspond à l'accélération d'un mobile animé d'un mouvement uniformément varié, dont la vitesse varie, en 1 seconde, de 1 mètre par seconde.

masse(kg) X accélération (m/s2)=F (newton)

Notons que l'accélération de la pesanteur est de 9.81 m/s2 C'est à dire qu'un corps laché dans les airs, en négligeant les forces de frottement aérodynamiques accélérera toute les secondes de 9.81 m/s (± 35 km/h), il atteindra donc les 100 km/h en 2,8 secondes !



Exemples

En stationnement, dans une pente de 15%,

masse x accélération x sinus(pente)

Une voiture de 1100 kg exercera une force 1 600 Newton.

Un ensemble de 40 tonnes de poids total une force de 58 208 Newton


D'où l'intérêt d'avoir de bons freins sur les camions.


Pente en %

Lorsque vous calculez l'inclinaison de la pente en pourcentage, vous devez comparer le rapport entre la longueur et la hauteur parcourue entre deux points.

pente en % = hauteur / longueur parcourue

pente en degré = ArcTangente (pente en %)

(© Stéphane van Damme)
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