Mécanique - Chapitre D - 5

D.5. Les différents types de forces Les forces fondamentales forces de contact forces d'interaction à distance.  D.5.1. Les forces fondamentales On considère que tous les objets de l' Univers, de la plus petite particule à la plus vaste galaxie sont maintenus soudés entre eux, pour simplifier, par trois forces fondamentales: -la force de gravitation -la force électromagnétique -les forces nucléaires que l' on peut partager en interactions faibles et interactions fortes. La plus puissante à courte portée est la force nucléaire qui "amalgame" les protons aux neutrons pour en faire le noyau de l'atome. Cette force d' attraction est responsable de la très forte densité du noyau (plusieurs centaines de milliers de tonnes par cm3 ). Ensuite vient la force électromagnétique , qui "enchaîne" les électrons au noyau pour former les atomes et ces atomes les uns aux autres pour former la matière solide. Enfin la force de gravitation environ 1038 fois moins puissante que la force nucléaire. C' est ce "frêle" agent qui maintient en orbite la Lune autour de la Terre, les planètes en orbite autour du soleil et les autres astres rassemblés dans notre Galaxie... Une force est une grandeur vectorielle caractérisant une interaction entre des éléments matériels de l' espace physique.    D.5.2. forces de contact Une force de contact est, comme son nom l'indique, celle qui caractérise l'interaction de contact entre éléments matériels. C' est le cas de l'objet posé sur la table. Du point de vue microscopique il y a interaction entre les molécules des deux corps en "contact". Il y a donc une interaction de type électrostatique. On sait par expérience que pour déplacer un objet "mobile" (donc avoir une phase de mouvement) il faut exercer une certaine force dans le sens du déplacement souhaité: c' est qu' en général il y a frottement. On dit qu' il y a absence de frottement si la réaction est normale au support ( RT = 0 ). Faire l'exercice: Frottements et plan incliné     D.5.3. forces d'interaction à distance. Lorsque deux points matériels sont à une distance r l' un de l' autre, il existe toujours entre eux une interaction à distance : l' interaction de gravitation Soient deux points matériels M1 et M2 de masses m1 et m2 placés à une distance r l' un de l' autre telle que , M1 exerce sur M2 une force d' interaction à distance donnée par: avec G la constante de gravitation = 6,670 . 10 -11N.m 2.Kg-2 L' interaction de gravitation est attractive. Les masses ainsi définies par la loi de Newton s' appellent masses de gravitation. Le champ de forces gravitationnelles est un champ de forces central : sa valeur en tout point ne dépend que de r. On peut citer d' autres exemples d' interactions à distance : dans le cas de particules chargées, l' interaction électrostatique et l' interaction magnétique (particules en mouvement) qui constituent ensemble l' interaction électromagnétique. Les champs de forces sous l'aspect Champs de vecteurs sont traités dans le sous-chapitre 3 ( Champs de vecteurs - Potentiel ) du chapitre Représentation mathématiques de notions physiques. Faire les exercices: Deux ions de même signe Cas des planètes

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