Objectifs du chapitre
Ce que tu vas savoir faire
- Identifier les systèmes qui interagissent.
- Distinguer contact et action à distance.
- Construire un diagramme d’interactions.
- Différencier masse et poids.
Un livre posé sur une table ne bouge pas : cela signifie-t-il qu’aucune action ne s’exerce sur lui ?
Étape 1
Un système reçoit des actions
Une interaction met en relation au moins deux systèmes : la main et le ballon, la Terre et un objet, la table et un livre. Une interaction de contact nécessite un contact ; une interaction à distance, comme l’attraction gravitationnelle, agit sans contact direct dans le modèle étudié.
Pour raisonner, on choisit un système. Si le système est le livre, on s’intéresse aux actions de la table et de la Terre sur le livre. La main ne doit pas être ajoutée si elle ne touche pas le livre : le diagramme répond à une situation précise.
Le choix du système commande les interactions listées. Si le système devient « livre + table », l’action de la table sur le livre devient interne au système choisi. Déclarer le système avant le diagramme évite d’ajouter ou d’oublier une interaction.
Exemple résolu · Pas à pas
Livre sur la table
Quels systèmes interagissent avec le livre immobile posé sur une table ?
- Le livre est le système étudié.
- La table est en contact avec le livre.
- La Terre exerce une interaction à distance associée au poids.
L’immobilité n’efface pas les interactions.
À retenir. Toujours nommer le système étudié avant de représenter les interactions.
Étape 2
Passer du diagramme aux forces
Un diagramme d’interactions relie le système aux objets qui agissent sur lui. Il ne remplace pas encore le dessin des forces. Une force est représentée par une flèche appliquée au système, avec une direction, un sens et une valeur lorsque celle-ci est connue.
Un schéma n’est pas décoratif : l’échelle doit être annoncée si les longueurs représentent des valeurs. Une flèche sans système ou sans sens ne permet pas de contrôler le raisonnement. En quatrième, on explicite d’abord l’action modélisée avant de comparer des forces.
Une force représente une action par une flèche : point d’application, direction, sens et longueur seulement si une échelle est annoncée. La flèche n’est pas une trajectoire. Pars d’une interaction identifiée : le poids est lié à la Terre, le support à une action de contact.
À retenir. Diagramme : qui agit sur qui ; force : représentation de l’action sur le système.
Étape 3
Masse et poids : deux grandeurs différentes
La masse mesure la quantité de matière d’un système ; son unité courante est le kilogramme. Le poids est la force d’attraction exercée par la Terre sur ce système ; son unité est le newton. Dire « je pèse 50 kg » mélange dans la langue courante deux grandeurs que la physique distingue.
Près de la surface de la Terre, on utilise en collège l’approximation P = m × g, avec g voisin de 10 N/kg. Pour une masse de 2 kg, P = 2 × 10 = 20 N. Cette valeur est un modèle arrondi : elle dépend du champ de pesanteur choisi.
La masse caractérise la quantité de matière et se mesure en kilogrammes ; le poids est une force, en newtons. Une balance donne une masse, un dynamomètre mesure une force. Nommer l’instrument aide à choisir l’unité et évite de transformer automatiquement une lecture de balance en force.
À retenir. Masse : kg ; poids : force en N. Le calcul dépend de la valeur de g annoncée.
Étape 4
Interpréter l’immobilité avec prudence
Un objet immobile ou en mouvement rectiligne uniforme peut avoir des forces qui se compensent dans le modèle utilisé. Pour le livre posé, l’action de la table vers le haut et le poids vers le bas sont opposées ; une représentation peut montrer des valeurs égales si les données le permettent.
Un état de mouvement ne suffit pas à connaître toutes les forces ni leurs valeurs. Un diagramme exige les interactions pertinentes, et une mesure de force nécessite un instrument adapté. La plateforme entraîne la lecture et le raisonnement ; l’usage du matériel se fait avec l’enseignant.
L’immobilité observée dans un référentiel ne prouve pas qu’aucune action n’existe. Un objet peut recevoir plusieurs actions qui se compensent dans le modèle. Il faut préciser référentiel et données avant de conclure sur l’équilibre : les forces ne sont pas « annulées », leur effet global peut l’être.
Données originales Maxdecours, fictives ; elles servent à un modèle de forces.
| Force sur le livre | Valeur (N) | Sens |
|---|---|---|
| poids | 6 | vers le bas |
| action de la table | 6 | vers le haut |
Explique la compatibilité de ces données avec l’immobilité, sans en déduire une absence de forces.
À retenir. Des forces peuvent exister et se compenser ; il faut les identifier et les représenter.
L’essentiel à retrouver
Ta fiche de révision
- Une interaction concerne deux systèmes.
- Contact et distance sont deux modes d’action.
- Une force se caractérise par direction, sens et valeur.
- Masse en kg et poids en N ne sont pas interchangeables.
Des erreurs à comprendre
Mettre des kilogrammes comme unité du poids.
Le poids est une force, donc son unité est le newton.
Dire qu’un objet immobile ne subit aucune force.
Identifier les actions de la Terre et du support, par exemple.
Dessiner une flèche sans système étudié.
Commencer par le diagramme d’interactions.
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Sources et repères
Édition Maxdecours · Année scolaire 2026-2027 · Vérification documentaire : 2026-10-24.
Cycle des apprentissages fondamentaux (cycle 2), cycle de consolidation (cycle 3) et cycle des approfondissements (cycle 4) : modification · Ministère de l’Éducation nationale · Physique-chimie cycle 4 : mouvements et interactions ; démarche scientifique. Annualisation proposée en quatrième.
Les mesures de force et les situations de mouvement se réalisent avec le matériel et l’encadrement de l’enseignant.