Force et mouvement – Séance 6

Imaginez que vous jouez avec une petite voiture et que vous la poussez avec votre main. La poussée que vous donnez à la voiture s'appelle la force. La force est comme un type spécial de poussée ou de traction qui peut faire bouger ou arrêter les choses. Par exemple, lorsque vous frappez un ballon, vous utilisez la force pour le faire bouger.

Maintenant, pensez à jouer au football. Lorsque vous souhaitez frapper le ballon vers le but, vous utilisez la force avec votre pied. La force que vous appliquez à la balle la fait bouger. C'est pourquoi le ballon vole dans les airs et, espérons-le, entre dans le but. Regardez autour de vous et trouvez différentes choses sur lesquelles vous pouvez utiliser la force. Peux-tu pousser une chaise ? Peux-tu tirer un livre ? Que diriez-vous de pousser ou de tirer doucement sur la porte pour l'ouvrir ou la fermer ? Chaque fois que vous faites cela, rappelez-vous que vous utilisez la force pour faire bouger les choses.

Savez-vous ce qui est le plus intéressant ? La force non seulement fait bouger les choses, mais elle les aide également à arrêter de bouger. Imaginez que vous avez une balle qui roule sur le sol et que vous voulez l’arrêter. Vous placez votre main devant la balle qui roule et poussez doucement contre son mouvement. En faisant cela, vous appliquez la force dans la direction opposée au mouvement de la balle.

La force nécessaire pour déplacer quelque chose dépend de son poids et de la vitesse à laquelle il va se déplacer. Imaginez que vous avez deux petites voitures avec des masses différentes. Une voiture est très légère et l’autre est plus lourde. Si vous poussez les deux voitures avec la même force, la voiture légère se déplacera plus vite car elle a moins de mass. Mais la voiture la plus lourde se déplacera plus lentement car elle a plus de mass.

Nous savons que acceleration est la rapidité avec laquelle quelque chose va accélérer ou ralentir. La force dépend de la mass de l’ object et de la vitesse à laquelle il se déplace après l’application de la force. On peut aussi dire que la force est égale à la mass multipliée par acceleration de l' object.

Supposons que vous ayez une petite voiture et que vous souhaitiez la pousser pour la faire bouger. Utilisons la formule de force pour déterminer la force à appliquer pour faire bouger la voiture. Tout d’abord, déterminez le poids de la petite voiture. Disons qu’il pèse deux kilos. Donc, la mass de la voiture est de deux kilogrammes. Maintenant, vous voulez savoir à quelle vitesse vous voulez que la voiture accelerate. Disons que vous voulez que la voiture se déplace à une acceleration de 1m/s².

Maintenant, utilisez la formule de force pour calculer la force nécessaire pour faire bouger la voiture. Nous allons multiplier la mass de la voiture par acceleration. Donc, vous devez appliquer une force de deux newtons pour faire bouger la petite voiture à une acceleration de 1m/s².

Imaginez que vous appliquez une force sur la balle. Après avoir appliqué une force, la balle commence à bouger. Après un certain temps, la balle cesse de bouger. Mais pourquoi ? Cela est dû à la friction. Le frottement est la force qui tente de ralentir la voiture lorsqu'elle est en mouvement. La friction se produit lorsque deux surfaces, comme le ballon et le sol, frottent l'une contre l'autre. C'est comme une petite poussée que le sol donne au ballon. Cette poussée en arrière rend un peu plus difficile le déplacement fluide de la balle.

La friction joue un rôle important dans nos vies. Vous vous demandez peut-être pourquoi nous avons besoin de friction. Eh bien, pensez-y de cette façon. S'il n'y avait pas de friction, votre balle glisserait sur le sol de manière incontrôlable. Vous ne pourriez pas le déplacer correctement. La friction aide votre balle à rester au sol et à se déplacer de manière prévisible.

Imaginez que vous jouez au football sur un terrain glissant. Par exemple, un jour de pluie, vos pieds auront tendance à glisser tout le temps. Il serait difficile de frapper le ballon. Il y a de fortes chances de tomber. C’est parce qu’il y a très peu de friction entre vos chaussures et le sol glissant. Mais sur un terrain de football ordinaire, l’herbe et vos chaussures créent suffisamment de friction. Cela vous permet de courir, de donner des coups de pied et de vous amuser !.

La friction peut également être utile dans d’autres situations. Lorsque vous marchez, la friction entre vos chaussures et le sol vous empêche de glisser. Il vous aide à rester en équilibre et à vous déplacer en toute sécurité. Différentes surfaces ont des niveaux de friction différents. Lorsque vous faites glisser votre petite voiture sur un plancher en bois, elle peut sembler plus douce et glisser mieux. Sur le tapis, la petite voiture ne se déplacera pas aussi facilement. C'est parce que le frottement de la moquette est plus important que celui du parquet.

Nous allons maintenant comprendre la force de traînée. Lorsque vous faites du vélo ou que vous courez, vous sentez l’air vous pousser. C'est ce qu'on appelle la force de traînée ou la résistance de l'air. C'est comme l'air qui vous fait ralentir lorsque vous le traversez. Lorsque vous roulez à vélo très vite, vous ressentez plus de force de traînée que lorsque vous roulez lentement.

Fabriquez un avion en papier et lancez-le avec votre main. Il s'envolera et atteindra un point éloigné. Essayez maintenant de lancer un morceau de papier de la même manière. Le morceau de papier n'atteindra pas la distance atteinte par l'avion en papier. Mais pourquoi ? Cela est dû à la force de traînée de l’air. L'avion en papier est conçu de manière à minimiser la force de traînée de l'air. On peut dire qu'on ressent moins de force de traînée. Cette forme d'avion en papier est également appelée forme aérodynamique car elle réduit la force de traînée. Pendant ce temps, le morceau de papier ressent une force de traînée plus importante.

Les avions sont également conçus avec une forme profilée. Grâce à la forme profilée des avions, ils peuvent voyager en douceur dans les airs. D'un autre côté, si nous voyageons en montgolfière, elle subira une force de traînée très élevée en raison de sa forme. C'est comme si l'air le poussait vers l'arrière.