La force est une interaction qui modifie le mouvement. Définition, types, unités, conversion, mesure et usages.
Qu’est‑ce que la force ?
Vecteur qui provoque une accélération. F = m·a. Unité SI : newton (N).
Concept clé :
Des forces équilibrées peuvent causer une déformation/contrainte.
Types de forces
Fondamentales
- Gravitation
- Électromagnétique
- Nucléaire forte
- Nucléaire faible
De contact
- Normale
- Frottement
- Tension
- Traînée d’air
- Appliquée
À distance
- Magnétique
- Électrostatique
- Gravitation
Quotidiennes
- Poussée d’Archimède
- Ressort
- Traînée
- Poussée
- Portance
Unités de force
Unités SI
- Newton (N)
- Kilonewton (kN)
- Meganewton (MN)
Autres
- Livre‑force (lbf)
- Kilogramme‑force (kgf)
- Dyne
- Poundal
Table de conversion
| Unité | N | lbf | kgf |
|---|---|---|---|
| 1 N | 1 | 0,2248 | 0,102 |
| 1 lbf | 4,448 | 1 | 0,4536 |
| 1 kgf | 9,807 | 2,205 | 1 |
Mesure de la force
Dynamomètres à ressort
Loi de Hooke.
Cellules de charge
Jauges de contrainte.
Capteurs piézo
Charge vs force.
Applications
Ingénierie
- Structures
- Conception méca
- Essais matériaux
- Sécurité auto
Sport
- Biomeca
- Équipement
- Performance
- Prévention blessures
Fabrication
- Qualité
- Automatisation
- Retour robot
- Tests emballage
Médical
- Prothèses
- Kinésithérapie
- Robotique chir.
- Implants
Le saviez‑vous ?
La force nucléaire forte lie les noyaux ; ~10³⁸× la gravité.
La force au quotidien
Exemples
- Clavier ~1–2 N
- Téléphone ~2 N
- Pédalage ~200–300 N
- Freinage ~3 000 N
Forces extrêmes
- Navette ~2,1 MN
- Morsure baleine ~60 000 N
- Briser fémur ~4 000 N
- Poids 70 kg ~686 N
Astuce :
Utiliser des schémas statiques et la décomposition vectorielle.